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量子计算机模拟重子首次实现

据物理学家组织网11月11日报道,加拿大和英国科学家首次在量子计算机上模拟了基本量子粒子——重子,最新研究使科学家能借助量子模拟研究中子星,了解更多宇宙早期的情况,并发掘量子计算机更多革命性的潜力。

加拿大滑铁卢大学量子计算研究所的研究员克里斯蒂娜·穆斯克说:“这是科学家们首次在计算机上模拟重子,未来某一天,量子计算机也许可以让我们模拟这些粒子之间的相互作用。届时,科学家们或许不需要在加速器中让粒子相撞,他们可以在量子计算机上模拟这些相互作用来研究宇宙的起源等。”

穆斯克领导的量子交互小组主要研究晶格规范理论的量子模拟。这些晶格规范理论主要用于描述包括粒子物理学标准模型在内的物理学理论。规范理论包含的场、力、粒子、空间维度和其他参数越多,就越复杂,越难以利用经典超级计算机进行建模。

在最新研究中,穆斯克所在的IQC团队与英国约克大学的兰迪·李维斯合作,开发了一种资源高效的量子算法,允许他们在IBM的云量子计算机和经典计算机上,对一些基础物理学和物质开展简单的模拟。他们首次模拟了基本粒子重子。

重子由夸克组成,夸克是科学家们认为不能再分割的一种基本粒子,质子和中子都属于重子。研究人员指出,通过这一里程碑式的步骤,他们正在开辟一条用量子计算机模拟规范理论的道路,而这种模拟远远超出了目前世界上最强大的超级计算机的能力。

滑铁卢大学物理系和天文学系博士后张景磊(音译)说:“对于我们来说,这些结果令人兴奋的一点在于,未来我们可以考虑在更高密度下模拟物质,这超出了经典计算机的能力。”

研究人员指出,随着科学家不断开发出更强大的量子计算机和量子算法,他们将能够模拟更复杂的物理现象,揭示迄今最好的超级计算机也无能为力的有关宇宙的秘密。(记者刘霞)



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