Физики нашли «острова» порядка в хаосе квантовых систем

Ученые из Чжэцзянского университета и Университета Лидса разработали метод, позволяющий обнаруживать повторяющиеся закономерности в хаотическом поведении сложных квантовых систем. Подход успешно протестирован на 24-кубитной системе в сверхпроводящем квантовом процессоре, результаты опубликованы в Nature Physics. Данную информацию сообщает портал Phys.org.

В основе метода лежит обратная связь: квантовый процессор готовит состояние, дает ему эволюционировать, а обычный компьютер анализирует измерения и подсказывает следующее состояние. Повторяя цикл, система сама находит устойчивые повторяющиеся движения, которые ранее было трудно обнаружить из-за квантовой запутанности.

Авторы сравнили найденные структуры с «островами» регулярного движения в «море» квантового хаоса. По словам ведущего автора Златко Папича, подобное сосуществование порядка и хаоса давно известно в классических системах, например в Солнечной системе, но в квантовых многочастичных системах наблюдалось впервые.

Метод требует лишь коротких периодов эволюции и простых измерений, что делает его применимым к современным процессорам. Исследователи надеются, что управление такими регулярными движениями поможет сохранять полезные квантовые состояния дольше.