Kvantefaseovergange udviser nogle af de mest komplekse kvantemekaniske effekter, hvilket gør dem særligt interessante at simulere på verdens nyeste generation af computere  - nemlig kvantecomputeren.

Simuleringen startede i en klassisk ferromagnetisk tilstand, som derefter langsomt og kontinuert blev bragt over i en anti-ferromagnetisk kvantetilstand. Undervejs splittede tilstanden sig i to, hvilket tvinger kvantecomputeren til at vælge én af tilstandene, eller forblive i en slags superposition af de to. I førstnævnte tilfælde, kaldes det et spontant symmetribrud – et fænomen, der opstår mange steder i naturen men som nok er mest kendt fra partikelfysikkens Higgs-felt.

Den nye teoretiske algoritme, der kaldes digital adiabatisk tidsudvikling, er udviklet i et samarbejde mellem forskere fra Brasilien, Spanien og fra IFA. Algoritmen er en videreudvikling af en tilsvarende metode, som i mange år har været brugt til analoge kvantesimuleringer. Den vigtigste forskel er, at den nye algoritme kan anvendes på industrielle kvantecomputere. Det betyder, at den allerede i dag  er brugbar – og sandsynligvis endnu vigtigere: den kan bruges på fremtidens fejlrettede, universelle kvantecomputere.

Hovedpersonen i arbejdet hos IFA er Kasper Poulsen, som færdiggjorde sin ph.d. i 2024 med Nikolaj Zinner som vejleder. I dag arbejder han med udvikling af kvantealgoritmer hos Kvantify.

Den originale artikel kan læses her: www.nature.com/articles/s41467-025-57812-8