Een internationaal team van natuurkundigen, waaronder onderzoekers van de Universiteit van Wenen, heeft een methode ontwikkeld om te identificeren welke kwantumsystemen geschikt zijn voor simulaties. De bevindingen van het team, gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Communications", bieden een waardevol hulpmiddel voor onderzoekers die kwantumtechnologieën ontwikkelen.

Kwantumsimulaties zijn een veelbelovende benadering voor het bestuderen van complexe fysieke systemen die moeilijk of onmogelijk te onderzoeken zijn met behulp van klassieke computers. Door gebruik te maken van de kracht van de kwantummechanica kunnen onderzoekers het gedrag van deze systemen simuleren en inzichten verwerven die niet toegankelijk zijn via traditionele computationele methoden.

Niet alle kwantumsystemen zijn echter even goed geschikt voor simulaties. Sommige systemen zijn gevoeliger voor ruis en decoherentie, wat fouten in de simulaties kan introduceren. De methode van de onderzoekers gaat deze uitdaging aan door de eigenschappen te identificeren die een kwantumsysteem geschikt maken voor simulaties.

De methode van het team is gebaseerd op het concept van 'kwantumcoherentie'. Coherentie is een fundamentele eigenschap van kwantumsystemen die hen in staat stelt bepaald gedrag te vertonen, zoals superpositie en verstrengeling. Hoe coherenter een kwantumsysteem is, hoe beter het geschikt is voor simulaties.

Met behulp van hun methode konden de onderzoekers verschillende kwantumsystemen identificeren die bijzonder geschikt zijn voor simulaties. Deze systemen omvatten gevangen ionen, supergeleidende circuits en kwantumdots. De onderzoekers ontdekten ook dat bepaalde materialen, zoals grafeen, eigenschappen hebben die ze veelbelovende kandidaten maken voor kwantumsimulaties.

De bevindingen van het team bieden waardevolle richtlijnen voor onderzoekers die kwantumtechnologieën ontwikkelen. Door kwantumsystemen te selecteren die zeer geschikt zijn voor simulaties kunnen onderzoekers de nauwkeurigheid en efficiëntie van hun simulaties verbeteren en dieper inzicht krijgen in het gedrag van complexe fysieke systemen.

Het onderzoek werd uitgevoerd door een internationaal team van natuurkundigen van de Universiteit van Wenen, de Universiteit van Innsbruck, de Technische Universiteit van München, de Universiteit van Sydney en de Universiteit van Californië, Berkeley.