Ученые из НИТУ «МИСиС» провели теоретическое исследование свойств квантового сверхпроводящего метаматериала — в результате были обнаружены новые режимы его взаимодействия с электромагнитной волной. Экспериментальное подтверждение обнаруженных эффектов позволит создавать новые схемы для работы квантовых компьютеров.
Исследованиями занималась группа ученых лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» под руководством профессора Георгиоса Цирониса. Результаты были опубликованы в журнале Scientific Reports.
По словам завлабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» профессора Алексея Устинова, в своей работе ученые описывают новый, очень необычный и красивый квантовый эффект. Исследуя методом численного моделирования цепочки кубитов, они обнаружили волны нового типа. Оказалось, что волны квантовых возбуждений в таких цепочках распространяются в виде профилей, сохраняющих с течением времени свою форму.
«Предсказанное нашими теоретиками явление может найти новые применения в квантовых схемах и метаматериалах на основе сверхпроводников», — отметил Устинов.
Достигнут прорыв в измерении квантовых состояний
Кейсы
Известно, что кубиты эффективно взаимодействуют с электромагнитным полем. Поэтому целью проведенного исследования было изучение новых возможностей управления квантовым сверхпроводящим метаматериалом при пропускании через него электромагнитной волны. Метаматериал представлял собой цепочку кубитов внутри сверхпроводящей линии передач.
Использование квантовых подходов к описанию сверхпроводящего метаматериала привело к обнаружению квантовых когерентных эффектов.
Результаты показали, что при воздействии электромагнитного излучения на протяженную периодическую цепочку кубитов возникают интересные физические явления — самоиндуцированная прозрачность и сверхизлучение, — которые позволяют управлять скоростью распространения волны по квантовому метаматериалу. Также было показано, что эти явления сопровождаются появлением волны нового типа — когерентного импульса населенностей квантовых уровней, на которых находятся кубиты.
Исследователи полагают, что экспериментальное подтверждение обнаруженных эффектов приведет к важному продвижению в области квантовых вычислений, в частности, для создания новых схем, которые можно использовать в работе квантовых компьютеров, сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС».