Физики приспособили поляритоны для моделирования статистических систем
Новости науки и техники 23.03.2018 Комментариев к записи Физики приспособили поляритоны для моделирования статистических систем нетСтруктура из нескольких поляритонов в полупроводниковом кристалле может быть использована для определения равновесного состояния систем, в которых взаимодействие между элементами описывается классическими моделями статистической физики. Чтобы показать это, международный коллектив ученых, в состав которого входили физики из Сколковского института науки и технологий, смоделировал на «поляритонном симуляторе» систему взаимодействующих спинов в магнитном материале. Результаты исследования опубликованы в Nature Materials.
Работу предложенного «поляритонного симулятора» ученые проверили на нескольких модельных системах. Сначала была рассмотрена простейшая модель — одномерная цепочка из пяти поляритонов с одинаковым фиксированным расстоянием между ними. Измерив фазу каждого из поляритонов (она оказалась равной 0 или π), удалось воспроизвести результаты модели Изинга для одномерной системы спинов.
После этого были рассмотрены более сложные конфигурации, в которых несколько поляритонов располагались уже в узлах двумерной сетки: по вершинам квадрата или в узлах алмазоподобной решетки. Ученые проварьировали тип взаимодействия в каждой паре соседних поляритонов и получили результаты, согласующиеся с точным решением, которое для таких небольших систем получить возможно.
После этого физики показали, что метод может использоваться и для больших сеток и смоделировали квадратную решетку из 45 поляритонов с ферромагнитным и антиферромагнитным типом взаимодействия.
По словам ученых, не только «поляритонный симулятор», но и другие квантовые платформы, которые могут использоваться для определения минимума энергии в системах спинов (в частности, лазерные фотонные сети) имеют потенциал превзойти классические компьютеры. Однако в отличие от других квантовых методов, поляритонный симулятор позволяет определить состояние не локального минимума энергии, а глобального. В будущем ученые надеются расширить возможности метода для определения равновесных состояний системы, которые очень мало отличаются по энергии от возбужденных состояний, и определить пределы возможного масштабирования предложенного метода.
Для создания систем связанных поляритонов и поляритонных лазеров могут использоваться не только полупроводниковые кристаллы, такие как InGaAs, но и, например, флуоресцентные белки, выделяемые медузами.
Полное содержание статьи: https://nplus1.ru/news/2017/09/25/polariton-simulators
Leave a comment
You must be logged in to post a comment.