芝加哥大学科学家将IBM电脑变成量子材料

　　芝加哥大学的科学家们将IBM量子计算机编程成为一种叫做激子凝聚物的材料
　　在一项开创性的研究中，芝加哥大学的科学家宣布，他们将IBM最大的量子计算机本身变成一种量子材料。
　　芝加哥大学的科学家对计算机进行编程，使其变成一种叫做激子凝聚物的量子材料，这种材料最近才被证明存在。这种凝结物因其在未来技术中的潜力而被确认，因为它们可以以几乎零损耗的方式传导能量。
　　芝加哥大学化学系教授，分子电子结构专家大卫马佐蒂表示：这如此令人兴奋的原因是，它表明可以使用量子计算机作为可编程实验本身，这可以作为构建潜在有用的量子材料的机会。
　　几年来，马佐蒂教授一直在关注世界各地的科学家探索物理学中一种叫做激子凝聚体的进展。物理学家们对这类新奇的物理状态非常感兴趣，因为它的发现塑造了重要技术的进步，例如，一种叫做超导体的材料构成了核磁共振成像机的基础。
　　虽然半个世纪前就已经预测到了激子凝聚体，但直到最近，还没有人能够在实验室中真正使其工作，而不必使用极强的磁场。但它们让科学家们很感兴趣，因为它们可以毫无损耗地传输能量，这是我们所知的其他材料都做不到的。如果物理学家更好地理解它们，它们最终有可能成为令人难以置信的节能材料的基础。
　　为了制造激子凝结物，科学家们将一种由粒子晶格组成的材料，冷却到华氏零下270度以下，然后促使它形成称为激子的粒子对。科学家使这些粒子对变得纠缠在一起，这是一种量子现象，粒子被绑在一起。但这一切都非常棘手，科学家们只能创造出短暂的激子凝结物。
　　芝加哥大学化学系教授，分子电子结构专家大卫马佐蒂
　　马佐蒂教授表示：激子凝聚物是最具备量子力学状态之一，这意味着它与科学家们习惯于处理的经典物理学日常属性相差非常非常远。
　　IBM将其量子计算机提供给世界各地的人测试他们的算法，该公司同意将其最大的、名为罗切斯特的量子计算机借给芝加哥大学进行实验。
　　研究生李安萨格和斯科特斯玛特写了一套算法，把罗切斯特量子计算机的每个量子位都当作一个激子。量子计算机是通过纠缠其位来工作的，所以一旦计算机处于活跃状态，整个就变成了激子凝结体。
　　萨格说：这是一个非常酷的结果，我们发现，由于目前量子计算机的噪声，凝结物并不是作为一个单一的大凝结物出现的，而是一个较小的凝结物的集合，我想我们任何人都不会预测到这一点。
　　马佐蒂教授说，这项研究表明，量子计算机可以成为研究激子凝聚物本身的有用平台。他说：有能力对量子计算机进行编程，使其像激子凝聚物一样行动，这可能对激发或实现激子凝聚物的潜力，比如节能材料非常有帮助。
　　黄色的广义保利多面体区域具有激子凝聚特性
　　除此之外，仅仅是能够在计算机上对如此复杂的量子力学状态进行编程，就标志着一个重要的科学进步。
　　由于量子计算机是如此之新，研究人员仍在学习我们能在多大程度上利用它们来做什么。但有一件事我们早就知道了，那就是有些自然现象几乎不可能在经典计算机上建模。
　　萨格说：在经典计算机上，你必须将量子力学中如此重要的随机性元素编程进去。但量子计算机天生就有这种随机性，很多系统在纸面上是可行的，但从未被证明在实践中可行。因此，能够证明我们真的可以在量子计算机上成功地对高度相关的状态进行编程，这是独一无二又令人兴奋的事情。