Дослідники Google винайшли нову форму матерії завдяки квантовому чипу Willow

Міжнародна команда науковців із Технічного університету Мюнхена, Принстонського університету та Google Quan­tum AI вперше зафіксувала нову екзотичну фазу матерії, використавши 58-кубітний квантовий процесор Wil­low. Йдеться про так званий Flo­quet-топологічно впорядкований стан — нестаціонарний квантовий стан системи, що змінюється за часовим циклом.

Фази матерії зазвичай описують у рівноважних умовах — наприклад, як вода у рідкому чи твердому стані. Але існують стани, які виникають лише поза рівновагою. Команда показала, що саме квантові комп’ютери найкраще підходять для їх вивчення, оскільки класичні методи тут безсилі.

Використовуючи інтерферометричний алгоритм, дослідники змогли дослідити топологічну структуру нової фази та зафіксувати трансформацію екзотичних частинок, яка раніше існувала лише у теорії. Це стало значним проривом у вивченні квантової матерії.

Процесор Wil­low уже привертав увагу: торік він виконав обчислення за п’ять хвилин, яке для суперкомп’ютера зайняло б приблизно 10 септильйонів років. Це навіть викликало дискусію про можливу експериментальну підтримку теорії мультивсесвіту.

Автори роботи, опублікованої у журналі Nature, вважають, що їхні результати відкривають нову еру квантових симуляцій. За словами Мелісси Вілл із TUM, квантові процесори варто розглядати не лише як обчислювальні пристрої, а і як експериментальні лабораторії для відкриття нових станів матерії.