Prof. dr.Tomaž Prosen in pomemben preboj na področju kvantne fizike s sodelavci
Prof. dr. Tomaž Prosen s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, je v sodelovanju z “Google Quantum AI” laboratorijem, dosegel pomemben preboj na področju kvantne fizike. Članek z naslovom Dinamika magnetizacije v Heisenbergovi spinski verigi pri neskončni temperaturi”. je danes objavila prestižna revija Science. Članek predstavlja prebojne ugotovitve v teoriji kvantnih transportnih pojavov.
Raziskava prof. dr. Tomaža Prosena in njegove ekipe osvetljuje povsem nov tip transporta v kvantnih materialih, ki je nekje vmes med tradicionalno difuzijo in idealnim balističnim transportom. To delo, ki je nastalo v sodelovanju s skupino za kvantno računalništvo podjetja Google, temelji na simulacijah dinamike Heisenbergove spinske verige z uporabo digitalnega kvantnega računalnika. Rezultati so potrdili prejšnje teoretične napovedi prof. Prosena in sodelavcev z UL FMF, hkrati pa odkrili nove, presenetljive pojave, ki kažejo na obstoj novega univerzalnega razreda neravnovesne statistične fizike.
Gre za eno prvih zares uporabnih kvantnih simulacij novih, neravnovesnih kvantnih transportnih pojavov. Univerzalni digitalni kvantnih računalnik na 46 superprevodnih kvantnih bitih s skoraj zanemarljivimi napakami simulira dinamiko mnogodelčnega kvantnega magneta. Rezultat gre deloma preko state-of-the art simulacij na klasičnih računalnikih in predstavlja prvo empirično evidenco za nov univerzalnostni razred kvantnega transporta.
“Naše raziskave odpirajo nova vrata v razumevanju kvantnih transportnih pojavov. Ponosen sem na sodelovanje s kolegi na Univerzi v Ljubljani, ki je vodilo do tega dosežka, ter Googlovo Quantum AI ekipo, saj smo skupaj presegli tradicionalne meje znanja. Ta dosežek ne označuje le napredka v fiziki, ampak tudi potrjuje potencial kvantnih simulacij za razreševanje kompleksnih znanstvenih vprašanj “, je povedal vodilni avtor članka, prof. dr. Tomaž Prosen.
Profesor fizike iz Univerze v Harvardu, prof. dr. Subir Sachdev je to odkritje komentiral takole:”Kvantni računalniki obetajo veliko pri opisovanju kvantne dinamike mnogodelčnih sistemov v režimih, ki so klasičnim računalnikom nedostopni. Globlje razumevanje kvantne dinamike je ključ do številnih temeljnih fizikalnih in nekaterih tehnološko pomembnih problemov, od superprevodnikov pri višjih temperaturah do notranjosti črne luknje. V tem članku je ekipa iz Google Quantum AI laboratorija z zunanjimi sodelavci jasno demonstrirala uporabnost kvantnih računalnikov in pokazala, kako ima veriga 46 superprevodnih kubitov povsem nov režim kvantne dinamike, ki ga nista predvidela ne teorija ne klasični računalniki.”
Prof. dr. Gregor Majdič, rektor Univerze v Ljubljani pa je ob tem uspehu povedal: “Objave naših raziskovalcev v prestižni znanstveni reviji, kot je Science, predstavljajo ključni steber v gradnji in utrjevanju mednarodnega ugleda Univerze v Ljubljani. Takšne publikacije niso le dokaz izjemne kakovosti in inovativnosti dela, ki ga opravljajo naše raziskovalne ekipe, ampak so tudi temelj za širjenje prepoznavnosti naše univerze na globalnem nivoju. To je znak, da je Univerza v Ljubljani prostor znanstvene odličnosti, ki privablja vrhunske talente in odpira vrata mednarodnim raziskovalnim in akademskim sodelovanjem. Objave v tako pomembnih publikacijah tudi spodbujajo inovativnost in tehnološki napredek, ki imata širok družben in gospodarski vpliv”.
Prof. dr. Tomaž Prosen je mednarodno priznani fizik, specializiran je za študij točno rešljivih modelov, predvsem kvantnega kaosa v kontekstu mnogodelčnih kvantnih sistemov. Znan je po raziskovanju dinamike spinskih verig in kubitnih vezij z lokalnimi interakcijami, kjer proučuje modele, ki razlagajo pojave v teh kompleksnih sistemih. V svojih raziskavah je prof. dr. Tomaž Prosen vpeljal samo-dualen brcan Isingov model, ki omogoča neposreden izračun spektralnih korelacij brez predpostavk, in identificiral mehanizme, ki pojasnjujejo uspeh teorije slučajnih matrik v kvantnih mnogodelčnih sistemih. Njegovo delo je prispevalo k razumevanju dinamičnih lastnosti v kvantni fiziki in je bilo ključno za globalen napredek raziskovanja na tem področju. Prof. Prosen je edini slovenski raziskovalec, ki je kar dvakrat pridobil financiranje Evropskega raziskovalnega sveta (ERC) s projektoma za uveljavljene raziskovalce (Advanced Grant) v letu 2016 in letu 2023. Projekta sta priznanje evropske raziskovalne skupnosti za njegov vpliven prispevek k znanosti in hkrati predstavljata dokaz njegovega vodilnega položaja v mednarodni znanstveni skupnosti in njegovih prelomnih dosežkov v kvantni fiziki. Za svoje delo je lani prejel tudi Blinčevo nagrado.
Več informacij: https://arxiv.org/pdf/2306.09333.pdf
Foto: UL FMF
