دانشمندان با استفاده از رایانه کوانتومی گوگل برای نخستین بار موفق شدند فازی ناشناخته از ماده را ایجاد و مشاهده کنند؛ دستاوردی که در نشریه معتبر Nature منتشر شده و می‌تواند مسیر تازه‌ای برای مطالعه اشکال نوین ماده و توسعه فناوری‌های کوانتومی آینده هموار کند.
کشف فازهای جدید ماده فراتر از حالت‌های کلاسیک
در شرایط معمول، ماده در فازهای شناخته‌شده‌ای مانند جامد، مایع یا گاز قرار می‌گیرد که همگی در حالت تعادلی پایدار هستند. اما پژوهشگران دریافته‌اند که وقتی سامانه‌ای از حالت تعادل خارج شود، می‌تواند فازهایی کاملاً جدید و ناپایدار از ماده را آشکار کند؛ فازهایی که در جهان روزمره وجود ندارند.
در پروژه اخیر، تیمی مشترک از دانشگاه فنی مونیخ، دانشگاه پرینستون و بخش Google Quantum AI موفق شد حالت توپولوژیکی فلوکه (Floquet topologically ordered state) را به‌طور تجربی ایجاد کند؛ حالتی که پیش‌تر تنها در مدل‌های نظری فیزیک مطرح بود.
سیستم‌های فلوکه و رفتارهای فراتر از ماده معمولی
فازهای کوانتومی خارج از تعادل، برخلاف فازهای کلاسیک، پویا و وابسته به زمان هستند. در سیستم‌های فلوکه که تحت تحریکات دوره‌ای قرار دارند، نظم‌های جدیدی در ماده شکل می‌گیرد؛ نظمی که در حالت تعادلی امکان‌پذیر نیست. این ویژگی باعث می‌شود ماده رفتارهایی از خود نشان دهد که در هیچ‌یک از فازهای کلاسیک دیده نمی‌شود.
تحقق آزمایشی فاز توپولوژیکی فلوکه
پژوهشگران با استفاده از پردازنده ابررسانای ۵۸ کیوبیتی توانستند برای نخستین بار حرکات جهت‌دار لبه‌ای (directed edge motions) را مشاهده کنند؛ ویژگی شاخص این فاز. همچنین با طراحی الگوریتم تداخلی جدید، ساختارهای پیچیده کوانتومی مورد بررسی قرار گرفت و پدیده‌ای موسوم به «تبدیل ذرات عجیب» (exotic particle transmutation) به‌طور تجربی ثبت شد؛ نشانه‌ای قاطع از تحقق یک فاز کوانتومی پیش‌بینی‌شده اما ناشناخته.
رایانه کوانتومی؛ آزمایشگاهی برای کشف ماده‌های نو
ملیسا ویل، دانشجوی دکترای فیزیک در دانشگاه فنی مونیخ و نویسنده اصلی مقاله، تأکید کرد: «فازهای کوانتومی خارج از تعادل به دلیل درهم‌تنیدگی بالا به‌سختی توسط رایانه‌های کلاسیک شبیه‌سازی می‌شوند. اما پردازنده‌های کوانتومی اکنون فراتر از ابزار محاسباتی، به آزمایشگاه‌هایی قدرتمند برای کشف حالت‌های جدید ماده تبدیل شده‌اند.»
آغاز عصر تازه شبیه‌سازی کوانتومی
این دستاورد نشان می‌دهد که رایانه کوانتومی گوگل می‌تواند بستری تجربی برای بررسی قلمرو وسیع و ناشناخته ماده‌های خارج از تعادل باشد؛ حوزه‌ای که تاکنون از دسترس آزمایش‌های سنتی خارج بوده است.
کارشناسان معتقدند این پیشرفت نه‌تنها درک ما از رفتار بنیادی جهان را گسترش می‌دهد، بلکه می‌تواند به طراحی فناوری‌های کوانتومی نسل آینده از جمله حسگرهای فوق‌دقیق، مواد هوشمند و سامانه‌های پردازش پیشرفته منجر شود.
دستاورد اخیر بار دیگر جایگاه رایانه کوانتومی گوگل را به‌عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در کشف پدیده‌های بنیادی فیزیک تثبیت کرد؛ گامی که می‌تواند آغازگر عصر تازه‌ای در علم کوانتوم و فناوری‌های نوین باشد.
ماهان زند
من فارغ‌التحصیل رشته مهندسی کامپیوتر هستم و از دوران نوجوانی به دنیای فناوری علاقه‌مند بودم. فعالیت حرفه‌ای خودم را از سال ۱۳۹۷ با نوشتن مقاله‌های نقد و بررسی گجت‌های هوشمند در یک وبلاگ شخصی آغاز کردم. پس از کسب تجربه، به عنوان نویسنده و تحلیل‌گر در نشریات مختلف فعالیت کردم و در حال حاضر، به عنوان دبیر بخش فناوری‌های نو در یک مجله معتبر تکنولوژی مشغول به کار هستم. تلاش من این است که آخرین اخبار و پیشرفت‌های دنیای فناوری را به زبانی ساده و کاربردی برای مخاطبان ارائه دهم.
