A hipótese de Riemann levantada em 1859 é um dos seis problemas não resolvidos do Milênio, e sua prova facilita muito a compreensão das leis de distribuição dos números primos. Por muito tempo, tem havido um crescente foco acadêmico nos zeros não triviais da função zeta de Riemann. Isso permite que os físicos reproduzam os números primos e os inspira a descobrir a essência da hipótese de Riemann com uma abordagem quântica viável.

Para alcançar a medição de alta precisão das localizações dos zeros de Riemann, A equipe de pesquisa do Prof. GUO Guangcan da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências adotou um sistema de íons aprisionados.

O time, juntamente com os físicos teóricos espanhóis Prof. Charles Creffield e Prof. German Sierra, medido experimentalmente os primeiros 80 zeros de Riemann usando um qubit de íon aprisionado em uma armadilha de Paul, que é periodicamente acionado com campos de microondas. Os resultados foram publicados no NPJ Quantum Information em 14 de julho.

Entre todas as soluções possíveis, a conjectura de Hilbert – Pólya combina a função zeta de Riemann com a teoria quântica. A conjectura assume a existência de um sistema quântico no qual os autovalores das quantidades hamiltonianas são consistentes com os zeros de Riemann. Os pesquisadores são atraídos por esta conjectura e descobrem muitos hamiltonianos estáticos em potencial. Mas esses hamiltonianos estáticos são difíceis de medir experimentalmente.

Nesse trabalho, os pesquisadores optaram por não provar a hipótese de Riemann, mas para fornecer uma personificação física de objetos matemáticos usando tecnologia quântica avançada. No sistema de íons aprisionados, o íon foi submetido a um campo de direção periódico, e seu comportamento foi conseqüentemente descrito pela teoria de Floquet. Quando um efeito denominado "destruição coerente de tunelamento" apareceu, eles puderam observar o congelamento da dinâmica do qubit à medida que os parâmetros de direção eram variados.

Graças às operações quânticas de alta fidelidade e um longo tempo de coerência, os pesquisadores alcançaram 30 períodos de condução e mediram os primeiros 80 zeros de Riemann, uma melhoria de quase duas ordens de magnitude em relação aos trabalhos anteriores.

Este trabalho fornece uma base experimental importante para os pesquisadores estudarem a conjectura de Hilbert – Pólya e obterem uma compreensão mais profunda da conexão entre a hipótese de Riemann e os sistemas quânticos.