Fizičari sa Sveučilišta u Oxfordu demonstrirali su Aharonov-Bohmov efekt u simuliranom kvantnom sustavu i pokazali da magnetski tok može potpuno zaustaviti tuneliranje čestice, iako ona nikada nije izravno ušla u magnetsko polje.
Fizičari sa Sveučilišta u Oxfordu reproducirali su kontraintuitivno ponašanje kvantne čestice koristeći hibridno kvantno računalo. U simulaciji su demonstrirali Aharonov-Bohmov efekt, fenomen u kojem čestica može osjetiti promjenu kvantne faze dok se kreće oko područja s magnetskim tokom, iako ne prolazi kroz samo magnetsko polje.
U ovom eksperimentu taj je efekt imao vrlo konkretne posljedice: dvije moguće putanje čestice međusobno su se poništile, pa je tuneliranje između dviju lokacija potpuno onemogućeno. Bez magnetskog toka čestica je mogla slobodno tunelirati, ali kada su istraživači uveli tok, sustav se vratio u početno stanje zbog destruktivne interferencije.
Studija se uklapa u širi pokušaj istraživanja rešetkastih baždarnih teorija, matematičkih okvira koji se koriste za opisivanje interakcija između tvari i polja u fizici čestica. Kako takvi sustavi rastu, njihovo računanje na klasičnim računalima postaje sve teže, pa kvantna simulacija nudi alternativu: fizički sustav koji slijedi ista temeljna pravila kao model koji se proučava.
Autori su eksperiment razvijali od 2022. godine. Njihov hibridni sustav kombinirao je kubite, kodirane u unutarnjim elektronskim stanjima zarobljenih iona, i kvantne oscilatore koji su predstavljali tvar. Dva oscilatora, odnosno dvije lokacije materije, bila su povezana dvama kubitima koji su predstavljali polja između njih, a zajedno su tvorili petlju kao osnovni gradivni element teorije.
Istraživači su kubite pripremili u stanju isprepletenosti, koje je u simulaciji predstavljalo magnetski tok kroz petlju. Taj je pristup isprva poslužio kao praktično rješenje za ograničenja hardvera, ali je omogućio i proučavanje baždarnog polja koje se može mijenjati usporedno s materijom s kojom stupa u interakciju. Studija je objavljena u časopisu Nature Physics.
Izvor: Bug