Έλληνας επικεφαλής της ομάδας που δημιούργησε μια κβαντική πεταλούδα
Καλά Νέα

Έλληνας επικεφαλής της ομάδας που δημιούργησε μια κβαντική πεταλούδα

Ερευνητές του Κέντρου Κβαντικών Τεχνολογιών της Σιγκαπούρης συνεργάστηκαν με τους ερευνητές που κατασκευάζουν τα κβαντικά chip της Google, για να αναπαραστήσουν περίπλοκα φαινομενα της Φυσικής. Επικεφαλής της ομάδας είναι ένας Έλληνας ερευνητής.

Οι κβαντικοί προσομοιωτές είναι κβαντικοί υπολογιστές συγκεκριμένου σκοπού, οι οποίοι  θα βοηθήσουν μελλοντικά τους επιστήμονες να ανακαλύψουν υλικά με νέες και χρήσιμες ιδιότητες.

Η διεθνής ομάδα χρησιμοποίησε φωτόνια στον κβαντικό επεξεργαστή της Google για να προσομοιώσουν ένα εντυπωσιακό και όμορφο μοτίβο της λεγόμενης «πεταλούδας Χοφστάντερ», μιας όμορφης γεωμετρικής μορφοκλασματικής δομής (φράκταλ), που χαρακτηρίζει τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων σε ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Το νέο επίτευγμα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προόδου προς αυτή την κατεύθυνση, καθώς δείχνει ότι οι κβαντικοί προσομοιωτές αρχίζουν πλέον να λειτουργούν ως ισχυρά εργαλεία.

Επικεφαλής της ομάδας είναι ο Δημήτρης Αγγελάκης, αναπληρωτής καθηγητής του Πολυτεχνείου Κρήτης και συνεργαζόμενος ερευνητής του Κέντρου Κβαντικών Τεχνολογιών της Σιγκαπούρης. Η δημοσίευση της μελέτης έγινε στο περιοδικό Science.

«Πάντα είχαμε την ιδέα ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα φωτόνια για να προσομοιώσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα τη φύση. Η ερευνητική συνεργασία μας πετυχαίνει πλέον κάτι τέτοιο στην πράξη», δήλωσε ο Αγγελάκης, ο οποίος συνεργάσθηκε με ομάδα ερευνητών της Google και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Σάντα Μπάρμπαρα με επικεφαλής τον πρωτοπόρο της κβαντικής υπολογιστικής τεχνολογίας καθηγητή Τζον Μαρτίνις.

Ο επεξεργαστής της Google διέθετε μια αλυσίδα εννέα υπεραγώγιμων κβαντικών δυφίων (quantum bits ή qubits). Η «πεταλούδα Hofstadter» είχε εμφανισθεί για πρώτη φορά το 1976, σε υπολογισμούς ηλεκτρονίων σε ένα δισδιάστατο υλικό με ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Η πεταλούδα απεικονίζει τις μεταβολές στα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων, καθώς μεταβάλλεται η ισχύς του μαγνητικού πεδίου.

Στην κβαντική προσομοίωση τα φωτόνια έπαιξαν το ρόλο των ηλεκτρονίων, ενώ οι «πύλες» των qubits ήσαν το ανάλογο ενός μαγνητικού πεδίου. Το φράκταλ της κβαντικής πεταλούδας προέκυψε, καθώς οι ερευνητές έκαναν τις σχετικές μετρήσεις με τη βοήθεια μιας νέας φασματοσκοπικής τεχνικής, που βαφτίσθηκε «χτύπα και άκου» και η οποία «χαρτογραφεί» τα ενεργειακά επίπεδα των σωματιδίων του φωτός στα qubits.

“Η μέθοδος μας είναι σαν να χτυπάς το κουδούνι. Ο ήχος που παράγεται είναι μια υπέρθεση όλων των βασικών αρμονιών. Με το χτύπημα σε διαφορετικά σημεία μερικές φορές και ακούγοντας τον ήχο για αρκετό διάστημα, μπορεί κανείς να καταλάβει τις κρυμμένες αρμονίες. Κάνουμε το ίδιο με το κβαντικό τσιπ, το χτυπάμε με φωτόνια και στη συνέχεια παρακολουθούμε την εξέλιξή του στο χρόνο” τονίζει ο Αγγελάκης.

Ο Δημήτρης Αγγελάκης είναι αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πολυτεχνείου Κρήτης και διευθυντής της ερευνητικής ομάδας Κβαντικής Οπτικής και Κβαντικής Πληροφορίας (QOQI). Εργάζεται παράλληλα σαν κύριος ερευνητής στo Κέντρο Κβαντικών Τεχνολογιών του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης.

ΠΡΟΣΘΕΣΕ ΤΟ ΣΧΟΛΙΟ ΣΟΥ