量子アニーリングコンピューターの実験「物質に語らせる」 Experiments on a quantum annealing computer ‘let the matter talk to you’
2023-03-16 ロスアラモス国立研究所(LANL)
研究では、量子アニーラーを使用して、磁気状態をパターン化する新しい方法が実証されました。量子アニーリングコンピューターは、ペンローズカイマンクリスタルの形状を再現するために使用され、外部磁場が構造に適用されると、いくつかのqubitが上向きと下向きの方向を同じ確率で示し、P3カイマンクリスタルが豊富な種類の磁気形状を採用することがわかりました。Qubitと外部磁場の相互作用の強度を操作することで、カイマンクリスタルは異なる磁気配置に落ち着くため、1つのオブジェクトに複数のビット情報をエンコードする可能性があります。
＜関連情報＞
クビットペンローズ準結晶の磁場誘起磁気相 Field-induced magnetic phases in a qubit Penrose quasicrystal
Alejandro Lopez-Bezanilla and Cristiano Nisoli
Science Advances Published:17 Mar 2023
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adf6631
Abstract
Unveiling the fundamental dynamics of naturally or artificially formed magnetic quasicrystals in the presence of an external magnetic field remains a difficult problem that may have implications for the design of information processing devices. By embedding a qubit magnetic Penrose quasicrystal into a quantum annealer, we were able to reproduce the formation of magnetic phases driven by specific physical parameter selections, allowing us to distinguish a wide range of frustrated magnetic configurations at the single-spin scale. In our experiments, we observe some spins dynamically activate, while others remain static, all within an average magnetization space defined by competing structural and magnetic degrees of freedom. Static spin structure factors reveal ferromagnetic and ferrimagnetic modulations that are compatible with a variety of spin textures. This research demonstrates that introducing structural aperiodicity in magnetic devices that exploit spin degeneracy in a single, richly intraconnected finite object can enable the engineering of quantum states in both the effective low-temperature and thermally excited regimes.
