El simulador Quantium de Google genera una mariposa subatómica de Hofstadter

Justo cuando pensabas que los simuladores cuánticos solo podían hacer números, lanzaban una alfombra de drogas y comenzaban a hacer tapices.

Esta imagen psicodélica no es solo algo para mirar después de un par de bips rips. Se llama la mariposa Hofstadter y en realidad es un mapa de cómo se comportan los electrones en un campo magnético fuerte. Cada división y desplazamiento de estas partículas subatómicas se traduce a la perfección por los fotones dentro del chip cuántico de Google.

La mariposa Hofstadter fue descubierta en 1976 y siempre ha sido nada más que una conjetura adivinada de cómo los electrones fluyen y fluyen dentro de un campo magnético. Con este esfuerzo de investigación colaborativa de Google y científicos de universidades de California, Singapur y Grecia, publicado el jueves en Ciencia Ahora tenemos una idea mucho mejor de cómo se ve este fenómeno.

Todo esto fue posible gracias a los simuladores cuánticos, que son computadoras cuánticas de propósito especial. No pueden resolver alguna Problemas como las computadoras cuánticas todavía teóricas, pero pueden usarse para resolver problemas específicos.

El tema en cuestión aquí era que las computadoras convencionales no podían mapear con precisión partículas tan inimaginablemente pequeñas. El simulador cuántico de Google se ejecuta en qubits de fotones, en lugar de bits binarios. Esos qubits también son partículas subatómicas, que les permiten crear una imagen más detallada de la mariposa Hofstadter que las computadoras tradicionales nunca han podido.

“Nuestro método es como golpear una campana. El sonido que produce es una superposición de todos los armónicos básicos ", explicó en una declaración Dimitris Angelakis, investigador del Centro de Tecnologías Cuánticas en Grecia. “Al golpearlo en diferentes posiciones varias veces y escuchar la melodía el tiempo suficiente, uno puede resolver los armónicos ocultos. "Hacemos lo mismo con el chip cuántico, golpeándolo con fotones y luego siguiendo su evolución en el tiempo".

Los resultados de esta investigación no solo produjeron una mariposa húmeda, sino que también muestran cómo se pueden usar los simuladores cuánticos para visualizar fenómenos naturales en el mundo que nos rodea. Al igual que ver es creer, ver es muchas veces comprensión. Ser capaz de visualizar claramente las partículas y fuerzas infinitesimales que conforman el mundo puede llevar a una mejor comprensión de cómo funcionan e interactúan entre sí.