量子アニーリング装置における磁気ヒステリシス実験

科学分野:

• 物性物理学
• 量子コンピューティング
• 統計力学

背景:

• 量子アニーリング装置は、相関スピン系を研究するための高度なプラットフォームである。
• 磁気メモリおよびヒステリシス現象は、量子トンネルハードウェアにおいて重要であるが、十分に探求されていない。

研究 の 目的:

• プログラム可能な量子アニーリング装置で磁気ヒステリシスを研究するための一般的なプロトコルを開発および実装すること。
• ヒステリシス条件下での強磁性および無秩序イジングモデルの挙動を調査すること。

主な方法:

• 磁気ヒステリシス実験のための新しいプロトコルが設計され、実装された。
• 3台のD-Wave超伝導量子ビット量子アニーリング装置で実験が実施された。
• この研究は、最大数千のスピンを持つシステムを対象とし、様々なグラフトポロジーを探求した。

主要な成果:

• 量子ゆらぎに対して非単調に依存する面積を持つヒステリシスループを観測した。
• 無秩序誘起ステップやヒステリシスにおける非単調挙動を含む、独特の特徴を特定した。

結論:

• 量子アニーリング装置は、非平衡的な創発的磁気現象を調査するための実行可能なプラットフォームとして確立された。
• この研究は、アナログ量子コンピュータの有用性を、基本的な物性物理学の質問に取り組むために拡張するものである。