Simulering af uendeligt mange kaotiske partikler ved hjælp af en kvantecomputer

Et team af forskere ved Quantinuum, der arbejder sammen med en kollega ved University of Texas, Austin, har udviklet en måde at simulere uendeligt mange kaotiske partikler ved hjælp af en kvantecomputer, der kører med et begrænset antal qubits. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature Physics , beskriver gruppen deres teknik.

For at lære mere om, hvordan molekyler opfører sig i materialer, har forskere fundet på strategier til at simulere deres adfærd på en computer. Sådanne forsøg har fungeret godt med simple operationer, men er løbet ind i problemer, når man simulerer kompleksitet, såsom en uendelig lang række af interagerende partikler over en given periode. Forsøg på traditionelle supercomputere er gået i stå, og forskere har teoretiseret, at en kvantecomputer kunne klare opgaven ganske fint. I denne nye indsats har forskerne fundet ud af, at det faktisk er tilfældet.

Forskerne hævder, at nøglen til at køre en algoritme, der er i stand til at tackle et sådant problem, kom ned til et design, der ikke kun udførte de operationer, der var nødvendige for at køre simuleringen, men også for at tilføje kode, der ville tillade en sådan simulering at køre med meget få qubits. Da de havde en algoritme, som de troede ville virke, vendte teamet sig til hardwaren. De valgte en maskine, der brugte qubits repræsenteret af ytterbium-atomer - og de ændrede antallet af qubits, der blev kørt fra tre til 11.

Forskerne fandt ud af, at de var i stand til at køre deres algoritme med et så lille antal qubits, fordi de indbyggede et system, der genbrugte qubits - da en qubit blev brugt, blev de, der allerede var brugt, nulstillet til deres oprindelige tilstand og derefter brugt igen - en teknik kaldet holografisk dynamik. Denne proces blev gentaget, mens simuleringen kørte. For at teste systemet kørte forskerne en simulering af en proces, der allerede var blevet verificeret ved hjælp af andre teknikker. Holdet planlægger at teste systemet med en simulering, der ikke kan demonstreres ved hjælp af en konventionel supercomputer. + Udforsk yderligere

Forskere har med succes simuleret et 64-qubit-kredsløb

© 2022 Science X Network