| 다체 국소화 이동도 경계의 양자 시뮬레이션 구현 | ||
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  저장(浙江)대학교, 란저우(蘭州)대학교, 베이징컴퓨팅과학연구센터 및 중국과학원 물리연구소 등 기관의 연구팀은 공동으로 20개 초전도 큐비트의 양자칩을 설계 및 개발함과 아울러 그 중 19개 큐비트를 운용해 시스템이 "열화(thermalization)"에서 "다체 국소화(many-body localization)"로의 상변화(phase transformation) 거동 및 에너지와의 관련 현상을 성공적으로 관측하였다. 이는 세계 최초로 "다체 국소화 이동도 경계" 연구를 체계적으로 수행한 양자 시뮬레이션 실험이다. 해당 논문은 "Observation of energy resolved many-body localization"란 제목으로 "Nature Physics"에 온라인으로 게재되었다. 그림1. 19 큐비트 초전도 양자 시뮬레이터 약도 공동연구팀은 다양한 초기상태의 에너지 밀도 및 비평형도 정의, 시스템의 비평형동역학 연구를 통해 이동도 경계를 성공적으로 관측하였다. 그림2. 다체 국소화 이동도 경계의 실험적 근거, 실험 데이터와 수치 시뮬레이션은 비교적 일치함 또한 초전도 양자 시뮬레이터의 판독 정밀도가 비교적 높아 밀도 행렬(density matrix)의 대각선원소(diagonal element) 정밀 측정이 가능해졌다. 연구팀은 참여 비율(participation ratio) 및 양자 피셔(fisher) 정보의 비평형동역학 연구를 통해 동 실험에서 최초로 동일한 무질서 강도(strength of disorder) 조건에서 에너지 밀도별 초기상태는 다양한 참여 비율 및 양자 피셔 정보 동역학 거동을 나타낼 수 있음을 관측하였다. 해당 결과는 19 큐비트 시스템에 이동도 경계가 존재함을 다양한 각도로 보여주었다. 그림3. 동일한 무질서 강도 조건에서 에너지 밀도별 초기상태는 다양한 참여 비율 및 양자 피셔 정보의 동역학 성질을 나타냄 정보출처 : https://mp.weixin.qq.com/s/v-SIYqi97vYUyjSyvaIO2g |
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