Tin KHCN nước ngoài
Những mô phỏng lượng tử đầu tiên của baryon (21/12/2021)
-   +   A-   A+   In  

Mới đây, các nhà khoa ở Viện Máy tính lượng tử (IQC) của Đại học Waterloo (Hoa Kỳ) đã thực hiện những mô phỏng đầu tiên trên máy tính lượng tử đối với hạt cơ bản baryon. Với các kết quả mô phỏng, nhóm đã bước thêm một bước hướng tới các mô phỏng lượng tử phức tạp hơn, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu neutron, tìm hiểu thêm về những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ và nhận ra tiềm năng cách mạng của máy tính lượng tử.

Thay vì bắn phá các hạt trong máy gia tốc, một ngày nào đó chúng ta có thể mô phỏng những tương tác này trong máy tính lượng tử để nghiên cứu nguồn gốc của vũ trụ và nhiều hơn thế nữa. Những lý thuyết đó sẽ mô tả bản chất vật lý của thực tại, bao gồm cả mô hình chuẩn của vật lý hạt. Lý thuyết chuẩn càng bao hàm rộng với trường, lực, hạt, chiều không gian và các tham số khác thì càng phức tạp và siêu máy tính cổ điển càng khó để mô phỏng.

Các lý thuyết chuẩn phi Abel là những ứng cử viên phù hợp khi xây dựng các mô phỏng vì chúng đảm bảo sự ổn định cho thế giới vật chất mà chúng ta biết. Máy tính cổ điển có thể mô phỏng vật chất phi Abel mô tả trong các lý thuyết này, nhưng có những trạng thái quan trọng chúng không thể mô phỏng được, chẳng hạn như vật chất mật độ cao. Khả năng mô tả và mô phỏng vật chất phi Abel là tối quan trọng để chúng ta có thể mô tả vũ trụ, và chúng chưa từng được mô phỏng trên máy tính lượng tử.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một thuật toán lượng tử tiết kiệm tài nguyên cho phép mô phỏng hệ phi Abel trong một lý thuyết chuẩn đơn giản trên hệ máy tính lượng tử đám mây của IBM kết nối với một máy tính cổ điển. Với bước ngoặt này, họ đang mở ra một con đường hướng tới những mô phỏng lượng tử lý thuyết chuẩn vượt xa khả năng và tài nguyên của những siêu máy tính mạnh nhất trên thế giới.

Khả năng mô phỏng trong máy tính lượng tử cho phép lý thuyết được xây dựng phức tạp hơn trước rất nhiều. Khi các nhà khoa học phát triển các máy tính lượng tử và thuật toán lượng tử mạnh hơn, họ sẽ có thể mô phỏng bản chất vật lý của các lý thuyết chuẩn phi Abel phức tạp hơn và nghiên cứu các hiện tượng hấp dẫn nhưng ngoài tầm với của những siêu máy tính tối tân nhất. Đây là một bước quan trọng hướng tới kỷ nguyên mới về nghiên cứu vũ trụ dựa trên mô phỏng lượng tử.

 

Nguồn: https://vjst.vn/vn