Kvantecomputer simulerer partikkelkollisjon i en parton-dusj

Разработанный ими квантовый алгоритм учитывает сложность партонных ливней, которые представляют собой

сложные всплески частиц, возникающие в результате столкновений, включающих процессы образования и распада частиц. Классические алгоритмы, обычно используемые для моделирования партонных потоков, такие как популярные алгоритмы Монте-Карло с цепью Маркова, не учитывают несколько квантовых эффектов.

Den nye tilnærmingen kombinerer kvante og klassiskdatabehandling: den bruker kun kvanteløsningen for den delen av partikkelkollisjoner som ikke kan løses med klassisk beregning, og bruker klassisk beregning for å løse alle andre aspekter av partikkelkollisjoner.

Forskerne bygde det såkalte leketøyeten modell er en forenklet teori som kan kjøres på en ekte kvantecomputer, men samtidig vil den ha en ganske kompleks natur som ikke tillater å modellere den ved hjelp av klassiske metoder.

«Квантовый алгоритм вычисляет все возможные результаты одновременно, а затем выбирает один. По мере того, как данные становятся все более и более точными, наши теоретические прогнозы тоже должны становиться таковыми. И в какой-то момент эти квантовые эффекты становятся достаточно большими, чтобы они действительно имели значение, и их необходимо учитывать».

Кристиан Бауэр, руководитель теоретической группы и главный исследователь квантовых вычислений в лаборатории Беркли

Når du bygger kvantealgoritmen dinForskerne tok hensyn til de forskjellige partikkelprosesser og utfall som kan oppstå i en parton-dusj, med tanke på tilstanden til partikkelen, historien om partikkelutslipp, om utslipp har skjedd før, og antall partikler som produseres i dusjen inkludert separate teller for bosoner og for to typer fermioner. Kvantecomputeren beregnet disse historiene samtidig og oppsummerte alle mulige historier på hvert mellomtrinn.

Forskergruppen brukte en mikrokretsIBM Q Johannesburg er en 20-qubit kvantecomputer. Hver qubit eller kvantebit kan representere null, en og en såkalt superposisjonstilstand, der den representerer både null og en samtidig. Denne superposisjonen gjør qubits unikt kraftige sammenlignet med standard beregningsbiter, som kan representere null eller en.

Forskere har bygget en firetrinnsordningen kvantecomputer som bruker fem qubits, og algoritmen krever 48 operasjoner. Forskerne bemerket at årsaken til forskjellene i resultater med kvantesimulatoren mest sannsynlig skyldes støy i kvantecomputeren.

Mens den banebrytende innsatsen til søknadsteametkvanteberegning til et forenklet stykke partikkelkolliderdata er lovende, forskerne lover ikke at kvantedatamaskiner vil ha stor innvirkning på feltet høgenergifysikk i flere år, i det minste til maskinvaren forbedres. Etter hvert som maskinvaren forbedres, vil kvantealgoritmen kunne redegjøre for flere typer bosoner og fermioner, noe som vil øke nøyaktigheten.

Les mer:

Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde.

Det største isfjellet i verden kollapset, fragmenter stormet nordover. Er det farlig?

I Korea har de laget et solcellepanel som kan rulles sammen.

Se på 8 billioner piksler av Mars.