全國中小學科展

非平衡系統之多體粒子集體行為相變研究:量子電腦統計在有序參量分析之應用

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第61屆--民國110年
科別
物理與天文學科
得獎情形
團隊合作獎
學校名稱
慈濟學校財團法人慈濟大學附屬高級中學
指導老師
柯政宏
作者
吳懿恩;羅暐哲;邱浩哲
關鍵字
相變,有序參量,量子電腦計算

摘要或動機

我們設計一AIoTs物聯網相變實驗系統,觀察與分析多體粒子的彈跳運動行為,並以二分法來觀察系統在不同驅動電壓下的粒子數失衡參數α與有序參量β;在改變頻率實驗中,觀察到低驅動電壓下的粒子集體行為(collecting behavior)、臨近相變臨界點之粒子漸近行為(Approaching behavior)、與遠離相變臨界點之粒子漲落行為(Fluctuation behavior)皆與頻率有關,且臨界電壓隨頻率增加,呈現指數遞減,約在6 Hz後即趨於常數3.6 eV,而高驅動電壓下之粒子漲落行為仍依然存在,而量子電腦計算結果說明,利用26-Qubits成功描述20個自旋粒子在控制旋轉閘(Controlled Rotate Y-gate)運算下的相變行為,並能完美擬合相變區間之漸進行為(Approaching behavior)。藉由本次科展所提出之實驗模型,可以在未來為凝體物理系統與相變實驗提供更豐富的研究課題與更廣闊的研究前景。


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