曾經需要量子模擬的超級計算機現在有了筆記本電腦

它和聲音一樣複雜。為了理解這些思維折疊系統及其許多配置，物理學家通常會求助於強大的超級計算機或人工智能來尋求幫助。

但是，如果他們可以處理普通筆記本電腦，那麼同樣的問題又如何呢？

科學家們長期以來一直認為這在理論上是可能的，但事實證明這確實更加困難。

布法羅大學的研究人員取得了巨大進展。他們擴展了一種有效的計算技術（TWA），作為一種簡化量子數學的物理捷徑，它簡化了系統，以便能夠管理系統，從而發揮巨大的計算機能力。

九月份發表的一項研究描述了這一點的重要性 量子PRX美國裂變學會的一本雜誌 – 研究人員允許他們輸入數據並取得顯著的結果。

該研究的通訊作者、藝術與科學大學物理大學賈米爾·馬里諾博士說：“我們的方法具有顯著的計算成本和更簡單的動態方程表述。” “我們認為這種方法可能會在不久的將來將消費者級別轉換為計算機來探索這些類型的量子動力學。”

UB進入馬里諾，這項工作開始於德國美因茨約翰內斯古騰堡大學的這項工作。他的作者有兩名學生，即侯賽因·侯賽納巴迪 (Hossein Hosseinabadi) 和奧克薩娜·切爾帕諾娃 (Oksana Chelpanova)，後者是馬里諾實驗室的博士研究員。

該研究得到了美國國家科學基金會、德國研究基金會和歐盟的支持。

採用半古典方法

在所有量子系統中並不固定。這是不可能做到的，因為隨著計算機變得更加複雜，計算機能力必須呈指數級增長。

相反，物理學家經常以半經典物理學的形式出現——一種中心基礎方法，在細節上維護量子行為，同時不鼓勵具有準確結果的細節。

TWA 依賴於 20 世紀 70 年代，但僅限於能量獲得或損失的孤立且理想化的量子系統。

因此，馬里諾的團隊擴展到現實世界中發現的系統，其中粒子不斷被提升，外力散佈在附近，也稱為耗散動力學。

“在我們面前已經有很多團隊試圖做到這一點。眾所周知，某些複雜的量子系統從性感的角度來看可能會很複雜，”馬里諾斯說。 “然而，實際的挑戰是容易實現的。”

很容易做出量子動力學

過去，尋求使用 TWA 的研究人員面臨著複雜性的挑戰。每次應用新的量子問題時，他們都必須從頭開始重新刪除該方法。

因此，馬里諾的團隊對轉換板所使用的東西進行了旋轉，這幾乎是不可能的，這會返回一個帶有方程解的量子問題。

“物理學家基本上有一天會學習這種方法，在第三天，我們在研究中提出的一些最複雜的問題正在運行，”切爾帕諾瓦克說。

節省超級計算機來解決大問題

由於量子系統非常複雜，新方法預計超級計算機集群和人工智能將保存模式。這些系統無法用半經典方法解決。萬億個系統不是可能的狀態，但狀態的數量比宇宙中的原子還要多。

“看似複雜的事情其實並不復雜，”馬里諾斯說。 “物理學家可以在需要量子視圖的系統中使用超級計算資源，並用我們的方法快速解決其餘問題。”