Научници од Универзитетот Рајс развија метод за прецизно регулирање на температурата во квантни симулатори со заробени јони. Ова овозможува проучување на квантни системи под услови што подобро ги одразуваат реалните физички и хемиски процеси.
Симулаторите со заробени јони користат електрични полиња за задржување на наелектризирани честички во вакуумска комора. Тие се применуваат за моделирање сложени системи, како хемиски реакции и егзотични материјали, кои се премногу тешки за пресметување со класични компјутери.
Досега ваквите уреди најчесто работеле блиску до апсолутната нула, бидејќи топлинското движење може да ја наруши квантната состојба и да предизвика грешки. Проблемот бил што истражувачите не можеле независно да ја менуваат температурата и брзината со која системот ја губи енергијата.
Новиот пристап користи два одделни механизми. Ласерските зраци постојано ја одземаат вибрационата енергија од јоните, додека антена поставена надвор од комората испраќа радио-сигнали што внесуваат контролирано загревање. Со балансирање на овие два процеса, научниците можат да ја наместат температурата без да го менуваат темпото на губење енергија.
Методот бил проверен со синџири од заробени јони, преку модели инспирирани од хемиски процеси. Во еден експеримент било симулирано пренесување на електрон меѓу молекули. Повисоката температура ги забавила лесните енергетски премини, но овозможила премини преку повисоки бариери што биле блокирани во студени услови.
Во вториот експеримент, тимот проучувал пренос на енергија сличен на процесите што се случуваат во фотосинтезата. Прецизното загревање активирало дополнителни патишта за пренос, овозможувајќи ѝ на енергијата да премине преку бариери недостапни при ниски температури.
Истражувачите сега планираат да ја применат техниката за симулирање посложени хемиски реакции во услови поблиски до реалните. Долгорочна цел е и развој на квантни системи што би можеле да функционираат на повисоки, можеби и собни температури.
Резултатите се објавени во списанието Physical Review Letters.
