量子シミュレーションは、古典的なコンピューターの使用を調査するのが困難または不可能な複雑な物理システムを研究するための有望なアプローチです。量子力学の力を活用することにより、研究者はこれらのシステムの動作をシミュレートし、従来の計算方法でアクセスできない洞察を得ることができます。
ただし、すべての量子システムがシミュレーションに等しく適しているわけではありません。一部のシステムは、ノイズとデコヒーレンスの影響を受けやすく、シミュレーションにエラーを導入できます。研究者の方法は、シミュレーションに適した量子システムを作成するプロパティを特定することにより、この課題に対処します。
チームの方法は、「量子コヒーレンス」の概念に依存しています。コヒーレンスは量子システムの基本的な特性であり、重ね合わせや絡み合いなどの特定の行動を示すことができます。量子システムがコヒーレントの方が多いほど、シミュレーションに適しています。
研究者は、その方法を使用して、特にシミュレーションに適したいくつかの量子システムを特定することができました。これらのシステムには、トラップイオン、超伝導回路、および量子ドットが含まれます。研究者はまた、グラフェンなどの特定の材料には、量子シミュレーションの有望な候補にする特性があることを発見しました。
チームの調査結果は、量子技術を開発する研究者に貴重なガイダンスを提供します。シミュレーションに適した量子システムを選択することにより、研究者はシミュレーションの精度と効率を改善し、複雑な物理システムの動作に関するより深い洞察を得ることができます。
この研究は、ウィーン大学、インスブルック大学、ミュンヘン工科大学、シドニー大学、カリフォルニア大学バークレー校の国際物理学者チームによって実施されました。
