מחשב קוונטי מדמה התנגשות חלקיקים במקלחת פרטון

האלגוריתם הקוונטי שפיתחו לוקח בחשבון את המורכבות של מקלחות פרטון, המייצגות

התפרצויות מורכבות של חלקיקים הנובעות פנימהכתוצאה מהתנגשויות, לרבות תהליכי היווצרות וריקבון של חלקיקים. אלגוריתמים קלאסיים המשמשים בדרך כלל למודל של זרימות פרטון, כגון האלגוריתמים הפופולריים של רשת מרקוב מונטה קרלו, אינם מתייחסים למספר השפעות קוונטיות.

הגישה החדשה משלבת קוונטים וקלאסייםמחשוב: הוא משתמש בפתרון הקוונטי רק בחלק של התנגשויות חלקיקים שלא ניתן לפתור באמצעות חישוב קלאסי, ומשתמש בחישוב קלאסי כדי לפתור את כל ההיבטים האחרים של התנגשויות החלקיקים.

החוקרים בנו את מה שמכונה הצעצועהמודל הוא תיאוריה מפושטת שניתן להריץ במחשב קוונטי אמיתי, אך יחד עם זאת יהיה לו אופי מורכב למדי שאינו מאפשר לעצב אותו באמצעות שיטות קלאסיות.

"האלגוריתם הקוונטי מחשב את כל האפשרויותתוצאות בו-זמנית ולאחר מכן בוחר אחת. ככל שהנתונים נעשים מדויקים יותר ויותר, גם התחזיות התיאורטיות שלנו צריכות להיות כאלה. ובשלב מסוים, ההשפעות הקוונטיות האלה הופכות גדולות מספיק כדי שהן באמת חשובות וצריך לקחת אותן בחשבון".

כריסטיאן באואר, ראש הקבוצה התיאורטית וחוקר ראשי של מחשוב קוונטי במעבדת ברקלי

בבניית האלגוריתם הקוונטי שלךהחוקרים לקחו בחשבון את תהליכי החלקיקים והתוצאות השונים שיכולים להתרחש במקלחת פרטון, תוך התחשבות במצב החלקיק, ההיסטוריה של פליטת החלקיקים, האם פליטות התרחשו בעבר, ומספר החלקיקים שיוצרו במקלחת, כולל ספירות נפרדות לבוזונים ולשני סוגים של פרמיונים. המחשב הקוונטי חישב את הסיפורים הללו בו זמנית וסיכם את כל הסיפורים האפשריים בכל שלב ביניים.

צוות המחקר השתמש במיקרו מעגלIBM Q יוהנסבורג הוא מחשב קוונטי של 20 קילו-ביט. כל קוביט או סיבית קוונטית יכולים לייצג אפס, אחד ומצב שנקרא סופרפוזיציה, בו הוא מייצג אפס וגם אחד. סופרפוזיציה זו הופכת את הקוביטים לעוצמתיים במיוחד בהשוואה לסיביות חישוביות רגילות, שיכולות לייצג אפס או אחד.

החוקרים בנו תכנית בת ארבעה שלביםמחשב קוונטי המשתמש בחמישה קוביטים, והאלגוריתם דורש 48 פעולות. החוקרים ציינו כי הסיבה להבדלים בתוצאות עם סימולטור הקוונטים נובעת ככל הנראה מרעש במחשב הקוונטי.

תוך כדי המאמצים החלוציים של צוות היישומיםמחשוב קוונטי לחתיכה פשוטה של ​​נתוני מתג חלקיקים הוא מבטיח, החוקרים לא מבטיחים שלמחשבים קוונטיים תהיה השפעה גדולה על תחום הפיזיקה באנרגיה גבוהה במשך מספר שנים, לפחות עד שהחומרה תשתפר. ככל שהחומרה משתפרת, האלגוריתם הקוונטי יכול להסביר יותר סוגים של בוזונים ופרמיונים, מה שישפר את הדיוק שלו.

קרא עוד:

הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו.

הקרחון הגדול בעולם קרס, שברים מיהרו צפונה. זה מסוכן?

בקוריאה הם יצרו פאנל סולארי שניתן לגלגל אותו.

תסתכל על תמונת 8 טריליון הפיקסלים של מאדים.