量子計算機模擬重子首次實現,向借助量子模擬理解宇宙邁出重要一步

2021-11-13 01:52:00 來源: 科技日報 作者: 劉霞

科技日報記者 劉霞

據物理學家組織網11日報道,加拿大和英國科學家首次在量子計算機上模擬了基本量子粒子——重子,最新研究使科學家能借助量子模擬研究中子星,了解更多宇宙早期的情況,并發掘量子計算機更多革命性的潛力。

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


圖片來源:物理學家組織網

穆斯克領導的量子交互小組主要研究晶格規范理論的量子模擬。這些晶格規范理論主要用于描述包括粒子物理學標準模型在內的物理學理論。規范理論包含的場、力、粒子、空間維度和其他參數越多,就越復雜,越難以利用經典超級計算機進行建模。

在最新研究中,穆斯克所在的IQC團隊與英國約克大學的蘭迪·李維斯合作,開發了一種資源高效的量子算法,允許他們在IBM的云量子計算機和經典計算機上,對一些基礎物理學和物質開展簡單的模擬。他們首次模擬了基本粒子重子。

重子由夸克組成,夸克是科學家們認為不能再分割的一種基本粒子,質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算機模擬規范理論的道路,而這種模擬遠遠超出了目前世界上最強大的超級計算機的能力。

滑鐵盧大學物理系和天文學系博士后張景磊(音譯)說:“對于我們來說,這些結果令人興奮的一點在于,未來我們可以考慮在更高密度下模擬物質,這超出了經典計算機的能力。”

研究人員指出,隨著科學家不斷開發出更強大的量子計算機和量子算法,他們將能夠模擬更復雜的物理現象,揭示我們那些令迄今最好的超級計算機也無能為力的有關宇宙的秘密。

責任編輯: 常麗君
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