难以捉摸的阶段变化最终在量子模拟器中发现

经过数十年的观察，研究人员看到了一系列的原子经历了1D阶段的变化，因此只能在量子模拟器内发生。

马里兰大学的亚历山大·舒克特（Alexander Schuckert）说：“一个动机（对于我们的实验）确实是在试图了解基本物理学。我们试图仅仅了解重要的基本状态。”

他和他的同事使用电磁场将23个离子的元素ytterbium排成一条线，形成了将近一维链。该设备可用于量子计算，但是在这种情况下，研究人员将链条用作模拟器。

在其中，他们一次建造了一个1d ytterbium Magnet One Atom。先前的计算预测，由于量子效应，这种磁铁在变暖时会变得不流动。但是过去的实验还没有实现这种相变。

造成困难的原因之一是，量子计算机和模拟器等系统通常只有在很冷的情况下才能很好地工作。 Schuckert说，使它们变暖以使其进行过渡会导致故障。

为了避免这种情况，他和他的同事们调整了原子的初始量子状态，以便随着时间的流逝，一维磁铁的集体状态改变了温度的变化。这揭示了从未见过的相位过渡。

密歇根州立大学的穆罕默德·马格里比（Mohammad Maghrebi）说，这项成就非常异国情调，因为原子的链条通常不应该进行相过渡。研究人员只能对其进行设计，因为他们可以使每个离子与远离它的其他离子互动，即使他们没有接触。这将整个线路推向了异常的集体行为。

Maghrebi说，由于它们的模拟器使物质的这种异国情调状态可能，因此可以用来研究在本质上可能非常罕见（甚至不存在）的理论系统。

Schuckert建议量子模拟器还可以帮助解释某些材料在现实世界中显示的奇数或磁性行为。但是这样做，这些设备必须能够达到比今天更高的温度。他们目前只能建模极度冷的温度，但他说，五年内可能进行了更高的温度模拟。

意大利Trieste大学的Andrea Trombettoni说，如果可以使离子安排成更大的模拟器，则可以研究更现有的理论系统。他说：“这将建议探索新物理学。”