夏天实习有助于开发新模型来描述量子计算机中的缺陷和错误

时间：2022-04-25 14:25:03 来源：

在能量景观分裂的点处，当通过临界点时，高对称链将衰减成较低的对称状态。在这种情况下，当各向异性/λ（t）通过临界值/ lambda_ {c}时，直链衰减成Zig-ZAG配置。如果两个连续的离子落在同一侧，那么局部能量的状态，我们观察缺陷。

西班牙毕尔巴鄂的暑期实习导致了在格罗宁根大学的纳米科学硕士学位的杰克梅奥的着名期刊物理评论信中的纸张。他已经帮助创建了一种通用模型，可以预测非平衡系统中拓扑缺陷的数量分布。结果可以应用于量子计算和研究早期宇宙的结构起源。

Jack Mayo是Groningen大学Zernike Adminitience in Nanositience中纳米科学研究所的高级学生。去年，他收到了一封由该计划的监事之一分发的电子邮件，其中包括唐蒂伊国际物理中心（DIPC）在西班牙圣塞巴斯蒂安的暑期实习列表。一个项目引起了他的注意。“这是一个与凝聚物相关的理论项目，但它也有一些明确的技术相关性。我想知道这种工作是否适合我，'他解释道。梅奥申请并被选中，所以他在巴斯克沿岸的2019年暑假沉浸在理论物理学中。

冰晶

他参加的项目与DIPC教授Adolfo del Campo教授领导的研究组一起旨在解决量子计算中的问题 - 但它具有更广泛的影响，从纳米级磁铁到宇宙。在所有这些系统中，订单开始（例如，通过冷却诱导的顺序）几乎总是伴随着缺陷的发展。'采取一个系统，其中颗粒具有可以在上下翻转的磁矩，'Mayo解释说。“如果你增加了有吸引力的互动，他们将开始彼此保持一致。

该对准将在介质中的某些不相关的点处开始，然后在水中生长冰晶。每个域的对准（在磁矩的示例中向上或向下）是一个机会的问题。“本地对准将在某个阶段向外增长，域名将开始满足和互动，”梅奥说。例如，如果一个上域达到下域，则结果将成为其接口处的域壁 - 有序结构中的对称性缺陷，留在其更高对称阶段的材料的伪影后面。

旅行推销员

这种退火的介质由kibble-zurek机制描述，最初旨在解释阶段转换如何导致早期宇宙中的有序结构。随后发现它可用于描述液氦从流体到超流相的过渡。“该机制是普遍的，也用于基于量子退火的量子计算，”解释说明。这项技术已经在市场上，能够解决诸如旅行推销员问题之类的复杂难题。然而，这种类型的问题是退火过程中发生的缺陷将扭曲结果。

模拟

在量子退火中出现的缺陷的数量取决于通过相位转变所需的时间。“如果你有数百万年慢慢改变单位之间的互动，你就不会得到缺陷，但这不是很实际的，'Mayo备注。诀窍在于设计有限时间 - 因此更实际的 - 调度，以获得具有高概率的可接受的缺陷。他参与的研究项目旨在创建一个模型，可以估计缺陷的数量并指导这些系统的最佳设计。

为此，物理学家使用理论工具来描述阶段转换和数值模拟，以估计冷却期间的缺陷分布。由于每个域可以具有两个值中的一个（在磁矩的示例中向上或向下），它们可以估计两个相反域会议的机会并创建缺陷。这导致了基于二项式分布的统计模型，该模型可用于预测如何冷却系统以创造最小的缺陷。该模型针对独立的数值模拟验证，似乎很好。这一新模式是在2020年6月17日发布的，在物理审查信中发表的文件，并伴随着物理学的“观点”，评论独立物理学家Smitha Vishveshwara从伊利诺伊大学的结果在Urbana-Champaign。