波動可能通過克服有序相互作用導致有序性退化,從而導致熵增加。這在以非平凡、受限無序為特征的磁系統中尤為明顯,在這些磁系統中,熱或量子波動可以產生違反直覺的有序形式。
洛斯阿拉莫斯國家實驗室Alejandro Lopez-Bezanilla等提出了一項基于熵假設的研究和在可編程超導量子比特平臺上的實驗,以表明低水平的不確定性可以促進受熱和量子波動影響的系統中的有序化。
本文要點:
(1)
這些實驗是在以三角形幾何形狀排列的相互作用量子位的晶格上進行的,這些晶格具有精確控制的無序度、有效溫度和量子波動。作者的結果證明了有序亞鐵磁和分層各向異性無序相的產生,顯示出類似于優雅的有序無序現象的特征。通過增加熵和缺陷聚集,量子漲落在降低系統總能量中的作用提供了廣泛的實驗證據。
(2)
作者對量子平臺上有意引入的噪聲的徹底和全面的應用提供了對量子設備中缺陷和波動動力學的見解,這可能有助于降低與量子處理相關的成本。
參考文獻:
Lopez-Bezanilla, A., King, A.D., Nisoli, C. et al. Quantum fluctuations drive nonmonotonic correlations in a qubit lattice. Nat Commun 15, 589 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44281-0
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44281-0