Am 29. November 2024 kündigten Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen bedeutenden Fortschritt in der Quantencomputing-Technologie an. Sie entwickelten eine Technik zur Erzeugung synthetischer elektromagnetischer Felder mit supraleitenden Quantenprozessoren, insbesondere einem Prozessor, der aus 16 Qubits besteht.
Diese Innovation ermöglicht es Wissenschaftlern, die Bewegung von Elektronen zwischen Atomen unter dem Einfluss elektromagnetischer Felder zu emulieren, ein entscheidender Aspekt zur Erforschung der Materialeigenschaften. Das einstellbare synthetische elektromagnetische Feld ermöglicht die Untersuchung verschiedener Merkmale, einschließlich Leitfähigkeit und Magnetisierung.
Der Hauptforscher Ilan Rosen betonte das Potenzial von Quantencomputern zur Untersuchung komplexer physikalischer Phänomene. Das Team demonstrierte die Fähigkeit der Technik, komplexe Verhaltensweisen von Elektronen zu reproduzieren, was zu Durchbrüchen bei der Entwicklung von Halbleitern und Supraleitern führen könnte.
In ihren Experimenten variierten die Forscher die Energieniveaus der Qubits mithilfe von Mikrowellensignalen, wodurch eine anspruchsvolle Interaktion ermöglicht wurde, die der von Elektronen in Magnetfeldern ähnelt. Diese Methode erlaubt es, verschiedene Materialeigenschaften zu simulieren, ohne physische Änderungen an der Hardware vorzunehmen.
Die Ergebnisse, die bestätigen, dass sich das Verhalten des synthetischen Feldes an den realen elektromagnetischen Prinzipien orientiert, eröffnen neue Wege für zukünftige Forschungen in der Festkörperphysik, einschließlich Phasenübergängen in Materialien.