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【大纪元2021年03月02日讯】(大纪元记者高文森编译报导)美国能源部伯克利国家实验室(LBNL)一个研究组设计了先进的量子算法,并在现有有限规模的 量子电脑 硬件上成功模拟了“帕顿淋浴”(parton showers)的 高能粒子 对撞过程。
“帕顿淋浴”物理过程产生复杂的粒子,传统电脑算法无法完全模拟。2月10日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)的研究展示了这套新式的量子算法。
伯克利实验室的物理研究员鲍尔(Christian Bauer)说:“我们实际上展示了可以通过有限的资源,在 量子电脑 上实现‘帕顿淋浴’过程。一些在传统电脑上无法描述的量子效应,我们可以在量子电脑上模拟。”
这份研究把量子和传统电脑结合使用,只针对传统电脑无法模拟的量子因素使用量子方案,仍然使用传统电脑解决 粒子碰撞 的其它因素。
鲍尔介绍说:“量子算法同时计算所有可能的结果,然后选择一种,随着数据量的增大和精确度的提升,我们的理论模型的精确度也要不断增加,到了某个临界点,量子效应的因素变得很重要。”
他们的量子算法考虑了“帕顿淋浴”可能出现的不同的碰撞过程和结果,考虑了包括粒子状态、放射历史、是否出现过辐射、产生的粒子总量等因素。
这份研究使用的是IBM的Q Johannesburg量子芯片,具有20个量子比特。现在的量子电脑硬件都处在雏形的阶段。
鲍尔说,这项研究尝试使用量子电脑模拟复杂的 粒子碰撞 过程,看起来效果不错。可是,要想让量子电脑真正在模拟粒子碰撞领域展现出色的能力,还要等到真正大规模的量子电脑硬件的诞生。
“但是在等待量子电脑硬件发展的同时,很重要的是,我们开始思考各种量子算法,为将来的应用做好准备。”鲍尔说,这种量子算法最终将在高能物理研究领域有着广泛的用途。◇

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