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量子計(jì)算機(jī)模擬重子首次實(shí)現(xiàn)

2021-11-15 09:09:00
來源:科技日報(bào)
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  量子計(jì)算機(jī)模擬重子首次實(shí)現(xiàn)

  向借助量子模擬理解宇宙邁出重要一步

  科技日報(bào)訊 (記者劉霞)據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月11日報(bào)道,加拿大和英國科學(xué)家首次在量子計(jì)算機(jī)上模擬了基本量子粒子——重子,最新研究使科學(xué)家能借助量子模擬研究中子星,了解更多宇宙早期的情況,并發(fā)掘量子計(jì)算機(jī)更多革命性的潛力。

  加拿大滑鐵盧大學(xué)量子計(jì)算研究所的研究員克里斯蒂娜·穆斯克說:“這是科學(xué)家們首次在計(jì)算機(jī)上模擬重子,未來某一天,量子計(jì)算機(jī)也許可以讓我們模擬這些粒子之間的相互作用。屆時(shí),科學(xué)家們或許不需要在加速器中讓粒子相撞,他們可以在量子計(jì)算機(jī)上模擬這些相互作用來研究宇宙的起源等!

  穆斯克領(lǐng)導(dǎo)的量子交互小組主要研究晶格規(guī)范理論的量子模擬。這些晶格規(guī)范理論主要用于描述包括粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型在內(nèi)的物理學(xué)理論。規(guī)范理論包含的場、力、粒子、空間維度和其他參數(shù)越多,就越復(fù)雜,越難以利用經(jīng)典超級計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模。

  在最新研究中,穆斯克所在的IQC團(tuán)隊(duì)與英國約克大學(xué)的蘭迪·李維斯合作,開發(fā)了一種資源高效的量子算法,允許他們在IBM的云量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)上,對一些基礎(chǔ)物理學(xué)和物質(zhì)開展簡單的模擬。他們首次模擬了基本粒子重子。

  重子由夸克組成,夸克是科學(xué)家們認(rèn)為不能再分割的一種基本粒子,質(zhì)子和中子都屬于重子。研究人員指出,通過這一里程碑式的步驟,他們正在開辟一條用量子計(jì)算機(jī)模擬規(guī)范理論的道路,而這種模擬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了目前世界上最強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)的能力。

  滑鐵盧大學(xué)物理系和天文學(xué)系博士后張景磊(音譯)說:“對于我們來說,這些結(jié)果令人興奮的一點(diǎn)在于,未來我們可以考慮在更高密度下模擬物質(zhì),這超出了經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力!

  研究人員指出,隨著科學(xué)家不斷開發(fā)出更強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)和量子算法,他們將能夠模擬更復(fù)雜的物理現(xiàn)象,揭示迄今最好的超級計(jì)算機(jī)也無能為力的有關(guān)宇宙的秘密。

[責(zé)任編輯:楊永青]
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