Kvantinis kompiuteris imituoja dalelių susidūrimą partono duše

Jų sukurtame kvantiniame algoritme atsižvelgiama į partono dušų sudėtingumą

sudėtingi dalelių pliūpsniai, atsirandantysdėl susidūrimų, įskaitant dalelių susidarymo ir skilimo procesus. Klasikiniai algoritmai, dažniausiai naudojami modeliuoti partonų srautus, pavyzdžiui, populiarūs Markovo grandinės Monte Karlo algoritmai, neatsižvelgia į keletą kvantinių efektų.

Naujas požiūris sujungia kvantinę ir klasikinęskaičiavimas: kvantinį sprendimą jis naudoja tik dalelių susidūrimų daliai, kurios neįmanoma išspręsti taikant klasikinį skaičiavimą, ir klasikinį skaičiavimą sprendžiant visus kitus dalelių susidūrimo aspektus.

Tyrėjai pastatė vadinamąjį žaisląmodelis yra supaprastinta teorija, kurią galima paleisti realiu kvantiniu kompiuteriu, tačiau tuo pačiu metu jis turės gana sudėtingą pobūdį, kuris neleidžia jo modeliuoti klasikiniais metodais.

„Kvantinis algoritmas apskaičiuoja viską, kas įmanomarezultatus vienu metu ir tada pasirenka vieną. Kadangi duomenys tampa vis tikslesni, tokie turėtų tapti ir mūsų teorinės prognozės. Ir tam tikru momentu šie kvantiniai efektai tampa pakankamai dideli, kad jie iš tikrųjų yra svarbūs ir į juos reikia atsižvelgti.

Christianas Baueris, teorinės grupės vadovas ir pagrindinis kvantinio skaičiavimo tyrėjas Berkeley laboratorijoje

Kuriant savo kvantinį algoritmąMokslininkai atsižvelgė į įvairius dalelių procesus ir rezultatus, kurie gali atsirasti per partono dušą, atsižvelgdami į dalelės būklę, dalelių emisijos istoriją, į tai, ar išmetimai įvyko anksčiau, ir į dušu susidariusių dalelių skaičių įskaitant atskirus bozonų ir dviejų tipų fermionų skaičius. Kvantinis kompiuteris šias istorijas apskaičiavo vienu metu ir apibendrino visas įmanomas istorijas kiekviename tarpiniame etape.

Tyrėjų grupė naudojo mikroschemą„IBM Q Johannesburg“ yra 20 kvitų kvantinis kompiuteris. Kiekvienas kubitas arba kvantinis bitas gali atstovauti nulį, vieną ir vadinamąją superpozicijos būseną, kurioje jis reiškia ir nulį, ir vieną. Dėl šios superpozicijos kubitai tampa nepakartojami galingi, palyginti su standartiniais skaičiavimo bitais, kurie gali sudaryti nulį arba vieną.

Tyrėjai sukūrė keturių pakopų schemąkvantinis kompiuteris, kuriame naudojami penki kubitai, o algoritmas reikalauja 48 operacijų. Tyrėjai pažymėjo, kad rezultatų su kvantiniu treniruokliu skirtumų priežastis greičiausiai yra dėl kvantinio kompiuterio triukšmo.

Nors novatoriškos paraiškos komandos pastangoskvantinis skaičiavimas supaprastintoje dalelių kolektoriaus duomenų dalyje yra perspektyvus, tyrėjai nežada, kad kvantiniai kompiuteriai kelerius metus turės didelę įtaką didelės energijos fizikos sričiai, bent jau tol, kol pagerės aparatinė įranga. Tobulėjant aparatinei įrangai, kvantinis algoritmas gali atspindėti daugiau bozonų ir fermionų tipų, kurie pagerins jo tikslumą.

Skaityti daugiau:

Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams.

Didžiausias ledkalnis pasaulyje sugriuvo, fragmentai veržėsi į šiaurę. Ar tai pavojinga?

Korėjoje jie sukūrė saulės kolektorių, kurį galima susukti.

Pažvelkite į 8 trilijonų pikselių Marso vaizdą.