研究人员利用量子计算机模拟无限多的混沌粒子

技术研究 量科网 2022-08-08 11:56

Quantinuum的一组研究人员与德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员合作开发了一种方法,这种方法可以利用目前有限数量量子比特的量子计算机来模拟无限多的混沌粒子。在他们发表在《自然·物理学》杂志上的论文中,该研究小组介绍了他们的这种技术。

研究人员利用量子计算机模拟无限多的混沌粒子

为了更多地了解分子在材料中的行为,研究人员提出了在计算机上模拟它们行为的策略。这种尝试在简单的操作中效果是很好的,但在模拟复杂的分子时会遇到麻烦,例如在给定时间段内模拟无限长且相互作用的粒子线。传统超级计算机对此类模拟的尝试已经陷入困境,研究人员推测量子计算机可以很好地完成这项工作。在这项新的努力中,研究人员发现情况确实如此。

研究人员声称,运行能够解决此类问题的算法的关键在于不仅要设计能执行模拟所需的操作,还要添加代码使此类模拟能够以很少的量子比特运行。一旦有了一个他们认为可行的算法,研究团队就会转向硬件验证。他们选择了一台使用镱原子作为量子比特的量子计算机,并将量子比特的数量从3个改变成了11个。

研究人员发现,他们能够用如此少的量子比特运行他们的算法,因为他们构建了一个回收量子比特的系统。当一个量子比特被使用时,那些已经使用过的量子比特会被重置到初始状态,然后再次利用,这种技术被称为全息动力学。这个过程会在模拟运行时重复的进行。为了测试该系统,研究人员对一种已经使用其他技术验证过的过程进行了模拟。此外,该团队还计划用一种无法使用传统超级计算机演示的模拟来测试该系统。(编译:Qtech)