量子计算机可能创造出全新的物质 并有助于揭示超导和其他物质的特性

据英国《新科学家》杂志网站9日报道，英国科学家发表最新研究，称他们可以调整量子计算机中量子位之间的相互作用，这意味着量子计算机可以创造出具有新颖特性的新材料结构，揭示超导和其他材料特性。

研究人员表示，大多数固体材料都是由原子或分子组成的，它们受到来自其“邻居”的力的影响。这个原理叫做定域性，冰或盐等化合物中常见的晶格结构就是由此产生的。但是量子计算机的工作并不局限于此，它或许可以操纵物质来对抗局域性。

为了研究这种可能性，牛津大学的Joseph Tindal和他的同事创建了一个可以描述量子粒子系统的数学模型。模型中的粒子可以与任何其他粒子相互作用，而不仅仅是它们的邻居。然后，该团队使用图论来确定这样的系统是否真的会出现。

他们发现这个过程揭示了一种不寻常的几何结构，其中一些粒子与其他粒子相互作用，一些粒子被孤立。他们使用算法来计算这些粒子的一些特征，并发现这种新结构可以以不同于自然界其他任何东西的方式改变自己的磁性。

廷达尔说：“目前还不清楚这种属性在现实世界中是如何表现的，有什么用途，但我们有可能在量子计算机上产生这种现象。在离子阱量子计算机的帮助下，我们几乎可以让任何量子比特相互作用。因此，我们讨论的这些不规则结构是可以实现的。”

布里斯托大学的斯蒂芬克拉克(Stephen Clark)表示，这是一个非常有趣的结果，它可能揭示了前所未有的新系统和连接——，这些系统和连接通常不会出现在自然界中。但目前，很难理解这些系统在现实世界中的功能，因为Tindal的团队只考虑了粒子之间的联系，而不是距离。“如果它们能产生类似超导的奇怪性质，那将会非常有趣”。

廷达尔表示，目前还不是这些新发现可以用来制造物质的阶段，但这项研究已经迈出了第一步。他们的下一个计划是从静态计算转向研究这些系统如何随时间演变。