Met hun potentieel om berekeningen uit te voeren die ver buiten het bereik van conventionele supercomputers liggen, machines die bepaalde kwantumfysica-fenomenen gebruiken, zullen naar verwachting de manier veranderen waarop de wereld complexe problemen oplost. Ze zullen wetenschappers helpen efficiëntere zonnecellen en effectievere medicijnen te ontwikkelen, en zelfs een impact hebben op kunstmatige intelligentie. Dit komt omdat, in tegenstelling tot de huidige computers die werken door binaire bits te manipuleren die in een van de twee toestanden bestaan, een 0 of een 1, kwantumcomputers gebruiken qubits, of kwantumbits. Deze vertegenwoordigen een toestand van een atoom of elementair deeltje (zoals de spin) met het vermogen om meerdere waarden tegelijk op te slaan, een fenomeen dat bekend staat als superpositie.

Dergelijke systemen omvatten het begrip kwantumverstrengeling - wat Albert Einstein ooit spookachtige actie op afstand noemde. Ze kunnen niet los van elkaar worden beschreven, ongeacht hoe ver ze van elkaar verwijderd zijn. Dankzij deze verstrengelingseigenschap, individuele qubits zouden zo aan elkaar gekoppeld kunnen worden dat ze informatie kunnen hebben over de rest van het register. Hierdoor kunnen kwantumcomputers gegevens gelijktijdig verwerken in plaats van sequentieel, algoritmen in recordtijd uitvoeren. Echter, het is een echte uitdaging om verstrengeling te genereren en qubits te beheren.

Doe mee aan het door de EU gefinancierde RYSQ-project dat grote vooruitgang heeft geboekt bij het verbeteren van het begrip van wetenschappers van veellichaamsquantumsystemen. Het project eindigde in 2018, maar een team van wetenschappers, game-ontwikkelaars, ontwerpers en beeldend kunstenaars van projectpartner Aarhus University hebben onlangs een leuke manier ontwikkeld om de dynamiek van complexe systemen aan te leren. Het team is van mening dat de game en simulator, Rydbergator genaamd, gunstig kan zijn voor het gebied van kwantumcomputing.

Hoe werkt het?

Het spel richt zich op atomen die op grote afstand met elkaar interageren. Zoals te zien is op de website van het team, het spel maakt gebruik van het atoommodel van de Deense natuurkundige Niels Bohr waarbij elektronen in de atomen tussen verschillende toestanden springen. Deze staan ​​bekend als de grondtoestand en de aangeslagen toestand. De grondtoestand verwijst naar het energieniveau dat een elektron normaal gesproken inneemt. Als het extra energie krijgt, bijvoorbeeld, als het een foton of een pakket licht absorbeert, of botst met een nabijgelegen atoom of deeltje, een elektron kan opgewonden raken.

Op dezelfde website staat:"Het model is verantwoordelijk voor spectroscopisch onderzoek door de Zweedse wetenschapper Johannes Rydberg, en vooral, het onthult dat elektronen op grote afstand om de atoomkern kunnen draaien, net als de buitenste planeten in het zonnestelsel. Dergelijke banen worden Rydberg-staten genoemd, met het atomaire elektron in een baan die ver van de ionische kern is geplaatst." Als dat gebeurt, zelfs elektronen in andere atomen ver weg worden beïnvloed in hun beweging, en dit resulteert in complexe patronen van grond- en aangeslagen toestandsatomen in grote atomaire ensembles.

Het driejarige Rydberg Quantum Simulators (RYSQ)-project is opgezet om te profiteren van de veelzijdigheid van Rydberg-atomen om een ​​verscheidenheid aan kwantumsimulaties aan te pakken. Een video presenteert de functies van het spel en nodigt de kijker uit om het spel te verkennen en de excitatie van atomen in Rydberg-staten te simuleren.