量子計算機模擬重子首次實(shí)現 借助量子模擬研究中子星

據物理學(xué)家組織網(wǎng)11日報道，加拿大和英國科學(xué)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(xué)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(xué)量子計算研究所的研究員克里斯蒂娜·穆斯克說(shuō)：“這是科學(xué)家們首次在計算機上模擬重子，未來(lái)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(shí)，科學(xué)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(lái)研究宇宙的起源等。”

穆斯克領(lǐng)導的量子交互小組主要研究晶格規范理論的量子模擬。這些晶格規范理論主要用于描述包括粒子物理學(xué)標準模型在內的物理學(xué)理論。規范理論包含的場(chǎng)、力、粒子、空間維度和其他參數越多，就越復雜，越難以利用經(jīng)典超級計算機進(jìn)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(xué)的蘭迪·李維斯合作，開(kāi)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(xué)和物質(zhì)開(kāi)展簡(jiǎn)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(xué)家們認為不能再分割的一種基本粒子，質(zhì)子和中子都屬于重子。研究人員指出，通過(guò)這一里程碑式的步驟，他們正在開(kāi)辟一條用量子計算機模擬規范理論的道路，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(xué)物理系和天文學(xué)系博士后張景磊(音譯)說(shuō)：“對于我們來(lái)說(shuō)，這些結果令人興奮的一點(diǎn)在于，未來(lái)我們可以考慮在更高密度下模擬物質(zhì)，這超出了經(jīng)典計算機的能力。”

研究人員指出，隨著(zhù)科學(xué)家不斷開(kāi)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象，揭示我們那些令迄今最好的超級計算機也無(wú)能為力的有關(guān)宇宙的秘密。(科技日報記者 劉霞)

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