Физики приспособили поляритоны для моделирования статистических систем

Новости науки и техники Комментариев к записи Физики приспособили поляритоны для моделирования статистических систем нет

Структура 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

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top