量子計算機位於新顆粒物理學鑑定的邊緣

量子計算機開始成為研究宇宙中一些最基本力量的強大工具 – 以及一些最難理解的工具。兩個實驗用它們為核物理和顆粒提供了新的路徑。

“我們有這樣一個宏偉的計劃，我們最終希望為高能物理學進行量子計算。” Torsten Zakch 在奧地利因斯布魯克大學。 “有一個很強的共識，即大型量子計算機實際上將能夠解決否則不溶性的問題。”

他和他的同事們使用量子計算機模仿了激發粒子（具有大量能量的部分）在量子場，情況，它們在粒子的加速器中所經歷的條件。 Pedram Rushan Google和他的同事在另一台量子計算機上進行了類似的模擬。

通常，普通計算機只能拍攝粒子行為的照片，但新的模擬顯示了它們隨著時間的流逝的行為，這有點像創建電影。

Rushan說，這一切都始於跨空間延伸並在顆粒上提供強度的量子場。他的團隊想模仿電磁場，但是還有一項額外的任務，確保模擬場不僅在任何地方使用，而且還可以正確影響粒子，而只有少數數量就會增加。

Rushan和Schush的每個團隊都基於簡化了粒子物理學的標準模型，模擬了該局部結構的版本，這是我們關於所有粒子和力在它們上的表現方式的最佳理論。

它的同事使用了由激光和電磁衝動控制的極冷原子製成的量子計算機，該原子是由量子計算公司Quera生產的。 Roushan團隊與Google Sycamore Quantum計算機合作，該計算機使用了微小的超導方案。

兩支球隊都模擬了量子場中的兩個粒子，這些粒子首先被限制以移動音樂會，然後彼此移開。在此腳本中，粒子的行為好像是通過一系列能量連接的，這些能量會振動並最終點擊。在標準模型的框架內，這條線破裂對夸克很重要，夸克構成原子的核並由強度強。它也是對物質和抗-anti -anteum的關鍵。

儘管普通的計算機可以在一個情況下或能量相對較低時準確地模仿這種現象，但它們只能為非常小的系統捕獲整個過程。 Rushan說：“幾十年來，我們關注靜態物理學，但是如果您想要動態的情況怎麼辦？我們第一次可以看到她。”

他們所看到的並不矛盾標準模型，並且與現代普通計算機建模相對應，但是僅使用一點量子計算機會將這項工作推向未知領域。 Jade Halimech 在德國慕尼黑大學。他說，新實驗將量子計算機帶入了最好的傳統計算機“頸部和頸部”。

安東尼·西瓦雷拉（Anthony Siavarella） 在加利福尼亞州勞倫斯伯克利的國家實驗室中，它說，打破夸克的線路是存在最開放的理論問題的地方，只有幾年前，研究人員幾乎無法將量子計算的硬件用於建模過程。

但是，現在，Halimech說，量子計算機應該成為理解粒子對撞機心臟中發生的事情的“主要玩家”。

當非常有活力的離子在對撞機中分解時，它們會產生掉入探測器的顆粒的靈魂 – 數據類似於電影的最後幾個幀，物理學家可以使用它來注意較早的幀中發生的事情。他說，但是量子計算機可以讓我們從碰撞開始，並了解接下來會發生什麼。

“我絕對相信這種方法（方法），” Zakuch說。 “最後，我認為這將成為一種發揮非常重要作用的工具。”

要到達那裡，研究人員將不得不在更大的量子計算機上啟動其建模，而不是三個空間測量。 Rushan說，他的團隊應對一些現有量子計算機的現實和限制，並且沒有一個魔術可以加快其模擬式硬件的速度，因此編程的模擬方式應繼續改善。

但是現在，據他認為，這種建模也可以幫助研究人員理解不太極端的粒子物理學，因為領先的激發顆粒導致外來量子材料中的引發顆粒。