量子計算機模擬重子首次實現(xiàn)

據(jù)物理學家組織網(wǎng)11月11日報道，加拿大和英國科學家首次在量子計算機上模擬了基本量子粒子——重子，最新研究使科學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)掘量子計算機更多革命性的潛力。

加拿大滑鐵盧大學量子計算研究所的研究員克里斯蒂娜·穆斯克說：“這是科學家們首次在計算機上模擬重子，未來某一天，量子計算機也許可以讓我們模擬這些粒子之間的相互作用。屆時，科學家們或許不需要在加速器中讓粒子相撞，他們可以在量子計算機上模擬這些相互作用來研究宇宙的起源等。”

穆斯克領導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標準模型在內(nèi)的物理學理論。規(guī)范理論包含的場、力、粒子、空間維度和其他參數(shù)越多，就越復雜，越難以利用經(jīng)典超級計算機進行建模。

在最新研究中，穆斯克所在的IQC團隊與英國約克大學的蘭迪·李維斯合作，開發(fā)了一種資源高效的量子算法，允許他們在IBM的云量子計算機和經(jīng)典計算機上，對一些基礎物理學和物質開展簡單的模擬。他們首次模擬了基本粒子重子。

重子由夸克組成，夸克是科學家們認為不能再分割的一種基本粒子，質子和中子都屬于重子。研究人員指出，通過這一里程碑式的步驟，他們正在開辟一條用量子計算機模擬規(guī)范理論的道路，而這種模擬遠遠超出了目前世界上最強大的超級計算機的能力。

滑鐵盧大學物理系和天文學系博士后張景磊（音譯）說：“對于我們來說，這些結果令人興奮的一點在于，未來我們可以考慮在更高密度下模擬物質，這超出了經(jīng)典計算機的能力。”

研究人員指出，隨著科學家不斷開發(fā)出更強大的量子計算機和量子算法，他們將能夠模擬更復雜的物理現(xiàn)象，揭示迄今最好的超級計算機也無能為力的有關宇宙的秘密。

科技日報訊 記者劉霞