Fizycy użyli komputera kwantowego do symulacji tworzenia antymaterii

Zespół fizyków jako pierwszy używa prostego urządzenia kwantowego do modelowania eksperymentu w fizyce wysokich energii.

Naukowcy z Instytutu Optyki Kwantowej i Informacji Kwantowej Austriackiej Akademii Nauk mają użył komputera kwantowego do symulacji spontanicznego tworzenia par cząstka-antycząstka . Tego rodzaju obliczenia mogą stać się zbyt skomplikowane, aby mogły być wykonywane przez normalne komputery.

Komputery kwantowe działają znacznie szybciej niż zwykłe komputery, ponieważ wykorzystują dziwactwo w mechanice kwantowej. Podczas gdy klasyczne komputery używają bitów, które przyjmują stan 0 lub jeden , komputery kwantowe używają kubitów, które przyjmują stan 0 , jeden lub superpozycja tych dwóch.

Zespół wykorzystał system, w którym cztery jony wapnia zostały uwięzione za pomocą pól elektromagnetycznych, aby mogły funkcjonować jako kubity. Kubity wykonywały operacje logiczne pod kontrolą impulsów laserowych, a wynikające z nich kwantowe fluktuacje energii umożliwiły zespołowi odczytanie wyników matematycznych, które wykazały, czy podczas określonej symulacji powstały cząstki i antycząstki.

W tym przypadku wyniki były stosunkowo proste do potwierdzać z wykorzystaniem wyników generowanych przez klasyczny komputer. Zespół uważa jednak, że gdyby można było zwiększyć skalę urządzenia kwantowego, mogliby go użyć do zbadania problemów, które wykraczają poza zakres obecnych systemów obliczeniowych, takich jak modelowanie silnych sił jądrowych.

Skalowanie sprzętu nie jest jednak proste. Większa moc wymaga większej liczby kubitów, ale połączenie wystarczającej liczby cząstek przy jednoczesnym zachowaniu ich stanów kwantowych jest trudne. Kanadyjska firma D-Wave twierdzi, że zbudowała komputer kwantowy zawierający ponad 1000 kubitów, ale trwa debata na temat tego, czy jego zachowanie jest naprawdę kwantowe.

W międzyczasie duże firmy , małe start-upy i naukowcy próbują rozwiązać zagadkę ściskania większej liczby kubitów. Kiedy to zrobią, przynajmniej wiemy, że fizycy będą mogli zrobić z nich jakiś użytek.

(Czytaj więcej: Natura , The Tiny Startup Racing Google zbuduje chip do obliczeń kwantowych , IBM o cale przed Google w wyścigu o moc obliczeniową kwantową )

ukryć