量子計(jì)算機(jī)模擬重子首次實(shí)現(xiàn)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月11日?qǐng)?bào)道，加拿大和英國(guó)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(shuō)：“這是科學(xué)家們首次在計(jì)算機(jī)上模擬重子，未來(lái)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(lái)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(chǎng)、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(jí)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(guó)約克大學(xué)的蘭迪·李維斯合作，開(kāi)發(fā)了一種資源高效的量子算法，允許他們?cè)贗BM的云量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)上，對(duì)一些基礎(chǔ)物理學(xué)和物質(zhì)開(kāi)展簡(jiǎn)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(guò)這一里程碑式的步驟，他們正在開(kāi)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(jí)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(shuō)：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，這些結(jié)果令人興奮的一點(diǎn)在于，未來(lái)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(kāi)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(jí)計(jì)算機(jī)也無(wú)能為力的有關(guān)宇宙的秘密。

科技日?qǐng)?bào)訊 記者劉霞