Komputery kwantowe pomagają symulować zderzenia cząstek elementarnych

Komputery kwantowe mogą być pomocne w symulowaniu zderzeń protonów, do których dochodzi w akceleratorach cząstek. Wiedza ta może być przydatna dla fizyków do projektowania przyszłych eksperymentów.

Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory – Christian Bauer, Marat Freytsis i Benjamin Nachman – użyli komputer kwantowy IBM Q do symulowania zderzeń dwóch protonów. Obliczenia te pozwolą stworzyć model, określający, jakie jest prawdopodobieństwo wyemitowania innych cząstek elementarnych.

Dzięki wykorzystaniu metody nazwanej efektywną teorią pola, udało się stworzyć algorytm kwantowy pozwalający na obliczenie niektórych składowych zderzeń protonów. To może być ważny moment dla fizyków cząstek elementarnych.

Pokazaliśmy, jak to w zasadzie działa w przypadku teorii bliskiej naturze. Następnie wzięliśmy bardzo uproszczoną wersję tej teorii i wykonaliśmy wyraźne obliczenia na komputerze kwantowym.

Benjamin Nachman

Naukowcom z Lawrence Berkeley National Laboratory przyświeca słuszna idea – odkrycie najmniejszych cząstek elementarnych poprzez obserwację wysokoenergetycznych zderzeń cząstek w warunkach laboratoryjnych. Komputery kwantowe pozwalają na tworzenie jeszcze dokładniejszych modeli niż komputery klasyczne.

Jedną z trudności w tego typu obliczeniach jest to, że chcemy opisać duży zakres energii. Chcemy opisać procesy o najwyższej energii aż do procesów o najniższej energii, analizując odpowiadające im cząstki, które wpadają do naszego detektora.

Benjamin Nachman

W najnowszych eksperymentach, które opisano w Physical Review Letters, wykorzystano komputer kwantowy IBM Q, aby stwierdzić, czy stworzone algorytmy prezentują oczekiwane wyniki w małych skalach oraz czy można je potwierdzić za pomocą klasycznych komputerów.

To jest absolutnie krytyczny problem demonstracyjny. Dla nas ważne jest, aby opisać właściwości tych cząstek teoretycznie, a następnie zaimplementować ich wersję na komputerze kwantowym. Wiele wyzwań, które pojawiają się podczas pracy na komputerze kwantowym, nie występuje w teorii. Nasz algorytm jest skalowalny, więc gdy zdobędziemy więcej zasobów kwantowych, będziemy mogli wykonywać obliczenia, których nie moglibyśmy wykonać klasycznie.

Benjamin Nachman

Zespół uczonych z ORNL będzie kontynuował badania i ostatecznie ma nadzieję wykonać na komputerze kwantowym obliczenia, które nie są możliwe do wykonania na komputerach klasycznych.

Tagi:

Podziel się postem :)

Najnowsze:

Oprogramowanie

Firefox 105 dostępny. Mozilla ulepszyła przeglądarkę w Windows i Linuksie

Firefox 105 to najnowsze wydanie popularnej przeglądarki internetowej Mozilli. Nowa wersja aplikacji wprowadza różne udoskonalenia i nowości, w tym poprawioną obsługę pamięci w systemach Windows i Linux. Firefox 105 dla okienek Microsoftu dodaje także nowy gest nawigacji oparty na dwóch palcach.

Oprogramowanie

Windows 11 22H2 oficjalnie wydany. Oto najważniejsze nowości

Windows 11 został zaktualizowany do wersji 22H2. To pierwsza “duża” i zarazem jedyna tego typu aktualizacja przewidziana na 2022 rok. Jedenastka jest już z nami od roku, a teraz dzięki aktualizacji została dodatkowo odświeżona i poprawiona.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.