luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Квантовый компьютер смоделировал столкновение частиц в партонном ливне



Группа исследователей из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли использовала квантовый компьютер для успешного моделирования аспекта столкновений частиц, которым обычно пренебрегают в экспериментах по физике высоких энергий, таких как те, которые происходят в Большом адронном коллайдере ЦЕРН.

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.

Новый подход объединяет квантовые и классические вычисления: он использует квантовое решение только для той части столкновений частиц, которая не может быть решена с помощью классических вычислений, и использует классические вычисления для решения всех других аспектов столкновений частиц.

Исследователи построили так называемую игрушечную модель — упрощенную теорию, которую можно запустить на реальном квантовом компьютере, но при этом она будет иметь достаточно сложный характер, который не позволяет моделировать ее с использованием классических методов.

«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


При построении своего квантового алгоритма исследователи учли различные процессы и результаты частиц, которые могут происходить в партонном ливне, учитывая состояние частицы, историю эмиссии частиц, происходили ли эмиссии до этого и количество частиц, произведенных в ливне, включая отдельные подсчеты для бозонов и для двух типов фермионов. Квантовый компьютер вычислял эти истории одновременно и суммировал все возможные истории на каждом промежуточном этапе.

Исследовательская группа использовала микросхему IBM Q Johannesburg — квантовый компьютер с 20 кубитами. Каждый кубит или квантовый бит может представлять ноль, единицу и состояние так называемой суперпозиции, в которой он представляет одновременно ноль и единицу. Эта суперпозиция делает кубиты уникально мощными по сравнению со стандартными вычислительными битами, которые могут представлять ноль или единицу.

Исследователи построили четырехступенчатую схему квантового компьютера с использованием пяти кубитов, а алгоритм требует 48 операций. Исследователи отметили, что причиной различий в результатах с квантовым симулятором, скорее всего, является шум в квантовом компьютере.

Хотя новаторские усилия команды по применению квантовых вычислений к упрощенной части данных коллайдера частиц являются многообещающими, исследователи не обещают, что квантовые компьютеры окажут большое влияние на область физики высоких энергий в течение нескольких лет, по крайней мере, до того как оборудование улучшится. По мере совершенствования аппаратного обеспечения в квантовом алгоритме можно будет учитывать больше типов бозонов и фермионов, что повысит его точность.

Tags: квантовый компьютер
Subscribe

Posts from This Journal “квантовый компьютер” Tag

promo luckyea77 december 30, 15:00 8
Buy for 10 tokens
По этой ссылке можно скачать информационную базу для программы "1С:Предприятие". С помощью данной базы можно готовиться и сдавать экзамены по темам: - Электробезопасность - Основы промышленной безопасности А.1 - Специальные требования промышленной безопасности: Б 9.31. Эксплуатация опасных…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments