オーストラリアの科学者らがこれまでに最大の量子シミュレーターを開発し、15,000量子ビットを使用してエキゾチックな量子材料をモデル化。Quantum Twinsと名付けられたこの装置は、超伝導体や他の先進物質の最適化に役立つ可能性がある。シリコンチップにリン原子を埋め込むことで構築され、電子特性に対する前例のない制御を提供する。
オーストラリアのSilicon Quantum Computingのミシェル・シモンズ氏とチームは、Quantum Twinsを発表した。これは正方形グリッドに配置された15,000量子ビットの量子シミュレーターで、これまでで最大のものとなり、数千の極低温原子から作られた以前の配列を上回る。シリコンチップにリン原子を埋め込むことで、各原子を量子ビットに変換し、実際の材料の原子構造を模倣する精密な配置を可能にした。このシミュレーターは、グリッドポイントに電子を追加する難易度やポイント間の電子「ホッピング」を詳細に制御可能。これにより材料中の電気流動を理解することが重要である。シモンズ氏は、「これらのシミュレーターで達成したスケールと制御性により、私たちは今、非常に興味深い問題に取り組む準備ができている」と述べた。また、「文字通り原子ごとにそのアナログを構築することで、以前考えられなかった方法で新しい材料を設計している」と付け加えた。テストでは、不純物が電流に影響を与える数学モデルで金属的挙動と絶縁挙動の遷移をシミュレート。また、温度変化でのホール係数を測定し、磁場への応答を明らかにした。通常のコンピュータは大規模な2次元系や複雑な電子相互作用に苦戦するが、Quantum Twinsは有望だ。将来的には、従来型より穏やかな条件下で動作する非従来型超伝導体の探求が可能で、室温応用には微視的洞察が必要。また、創薬や人工光合成に関連する金属-分子界面の研究も。結果はNatureに掲載（DOI: 10.1038/s41586-025-10053-7）。