Физики впервые смоделировали на квантовом компьютере столкновение протонов

Лаборатория Беркли занимается изучением физики элементарных частиц, наблюдая за столкновением высокоэнергетических частиц в лабораторных условиях, например, с помощью Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Ученые сравнивают теоретические расчеты этих столкновений с реальными результатами экспериментов, https://phys.org/news/2022-04-team-simulates-collider-physic... Phys.org.

«Одна из главных сложностей такого рода вычислений в том, что мы хотим описать широкий диапазон энергий, - сказал Беньямин Нахман, один из исследователей. – Мы хотим описать процессы от самых высокоэнергетических до самых низкоэнергетических путем анализа соответствующих частиц, которые попадают в наш детектор».

Использование исключительно квантового компьютера для решения такого рода задач потребовало бы слишком большого количества кубитов – современные квантовые машины не располагают такими мощностями. Ученые могут проводить эти расчеты на классических компьютерах при помощи аппроксимаций, однако в таком случае из сферы внимания выпадают важные квантовые эффекты. Поэтому команда физиков решила разделить вычисления между разными системами, классической и квантовой. Квантовые расчеты велись на IBM Q, оперирующим сотней кубитов.

В дальнейшем ученые планируют добавить проблеме новые измерения, разбить ее на большее число компонентов и увеличить масштаб задачи. В конечном итоге они рассчитывают выполнять на квантовом компьютере такие вычисления, какие недоступны классическим.

Осенью прошлого года IBM https://hightech.plus/2021/11/15/ibm-predstavila-nemodelirue... новое поколение микросхем для квантовых вычислений. Процессор Eagle на 127 кубитов поддерживает интеграцию в прототипы квантовых компьютеров IBM и это первый квантовый процессор, результаты работы которого нельзя проверить классическим способом.