ทฤษฎีควอนตัมมักถูกมองว่าเป็นพลังที่ก่อกวน ทำให้ทุกสิ่งที่ฟิสิกส์คลาสสิกดูเหมือนจะเข้าใจได้ซับซ้อนขึ้น อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ นักฟิสิกส์จาก ในสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นว่าทั้งสองสามารถทำงานเคียงข้างกันในการศึกษาพิสูจน์หลักการที่แสดงให้เห็นว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถเสริมวิธีการสร้างแบบจำลองแบบคลาสสิกได้อย่างไร การชนกันของอนุภาคพลังงานสูง เครื่องจักรเช่น ชนโปรตอน
เข้าด้วยกัน
ด้วยพลังงานมากกว่า 1 TeV ทำให้เกิดอนุภาคหลายพันอนุภาค นักฟิสิกส์ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อทำนายว่าเกิดอะไรขึ้นกับอนุภาคเหล่านั้นเมื่อถึงเครื่องตรวจจับ ในเทคนิคการสร้างแบบจำลองอย่างหนึ่งที่เรียกว่า สมมติฐานคืออนุภาคที่ส่งไปยังเครื่องตรวจจับเป็นขั้นตอนสุดท้ายในลำดับชั้น
ของอนุภาคและการแผ่รังสีที่ยาวซึ่งแปลงเข้าหากันหลังจากการชนครั้งแรก สำหรับการรวมเอาคุณสมบัติทางควอนตัมของปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคเข้าด้วยกัน แบบจำลองจำเป็นต้องพิจารณาอนุภาคระดับกลางที่เป็นไปได้ทั้งหมดพร้อมกัน ซึ่งอาจก่อตัวขึ้นระหว่างอนุภาคเริ่มต้นและอนุภาคสุดท้าย
ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้โดยอัลกอริทึมคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ และผู้ร่วมเขียนบทความ อธิบายว่า “สิ่งที่ฝักบัว แบบคลาสสิกทำคือการผ่านและก่อให้เกิดเหตุการณ์เฉพาะ ทีละอนุภาค ด้วยอนุภาคระดับกลางที่เฉพาะเจาะจง” อธิบาย “ฝักบัวรุ่นควอนตัมทำทุกอย่างที่เป็นไปได้
ในช็อตเดียว” ในการศึกษาของพวกเขา ซึ่งปรากฏในจดหมายทบทวนทางกายภาพ และเพื่อนร่วมงานได้สร้างอัลกอริทึมควอนตัมสำหรับฝักบัวพาร์ตอน ในการทำเช่นนี้ พวกเขาได้พัฒนาแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคในเวอร์ชันที่เรียบง่าย ซึ่งใช้คุณลักษณะบางอย่างของแบบจำลองทั้งหมดร่วมกัน
แต่ง่ายพอสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบันในการดำเนินการ จากนั้นพวกเขาใช้ชิป IBM Q เพื่อคำนวณรายละเอียดของกระบวนการของอนุภาคที่สามารถเกิดขึ้นได้ภายในแบบจำลองอย่างง่ายนี้ ชิป IBM นี้มี 20 บิตควอนตัมตัวนำยิ่งยวด (คิวบิต) และนักวิทยาศาสตร์ของ LBNL ใช้การเข้าถึงระบบคลาวด์
เพื่อตั้ง
โปรแกรมให้รันอัลกอริทึมควอนตัมพาร์ตอนฝักบัวบน 5 คิวบิต โดยใช้การดำเนินการควอนตัมเกต 48 ครั้ง เมื่อพวกเขาเปรียบเทียบผลลัพธ์ของชิปจริงกับการคาดการณ์โดยเครื่องจำลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM พวกเขาพบข้อตกลงที่ยอดเยี่ยม ซึ่งบ่งชี้ว่าคอมพิวเตอร์จับผลควอนตัมในแบบจำลอง
อนุภาคได้อย่างสมบูรณ์ ปัญหาควอนตัมสำหรับเครื่องควอนตัมแนวคิดที่ว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมนั้นสร้างแบบจำลองบนอุปกรณ์ที่ไม่ใช่ควอนตัมได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้นั้นเป็นเรื่องเก่า ย้อนหลังไปถึงการบรรยายของนักฟิสิกส์ ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 นักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์
ซึ่งไม่ได้
มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวว่าคุณสมบัติของฝักบัวพาร์ตอนที่สร้างขึ้นในภาษาของกลศาสตร์ควอนตัมตั้งแต่เริ่มแรกตกอยู่ในหมวดหมู่นี้อย่างแน่นอน “ในขณะที่บางแง่มุมของการกระเจิงของอนุภาคสามารถอธิบายได้ในภาษาคลาสสิก แต่ธรรมชาติโดยพื้นฐานแล้วเป็นกลไกเชิงควอนตัม”
เขาแนะนำว่าการศึกษาในปัจจุบันอาจเป็นก้าวสำคัญสู่อนาคตที่นักทฤษฎีใช้ผลลัพธ์ของคอมพิวเตอร์ทั้งแบบคลาสสิกและแบบควอนตัมเพื่อรวบรวมแบบจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้นของสิ่งที่เกิดขึ้นภายในการชนกันของอนุภาคอย่างไรก็ตาม ความเร็วที่อนาคตจะมาถึงนั้นขึ้นอยู่กับการเอาชนะความท้าทาย
ด้านฮาร์ดแวร์บางอย่างภายในควอนตัมคอมพิวติ้ง “แม้ว่าฉันจะประหลาดใจหากสามารถเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ได้ก่อนสิ้นสุดยุค LHC แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่อัลกอริทึมคลาสสิกและควอนตัมแบบไฮบริดประเภทนี้อาจมีประโยชน์สำหรับการตีความข้อมูลจาก ในอนาคต” คาดการณ์
การทำงานร่วมกันแบบสองทางแม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะยังไม่ก้าวหน้าพอที่จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องจักรแบบดั้งเดิมโดยสิ้นเชิง แต่ ก็คิดว่ามีประโยชน์ในการทำให้คอมพิวเตอร์ทั้งสองทำงานร่วมกันได้ แม้ว่าเทคนิคการคำนวณแบบคลาสสิกจะให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในบางส่วนของฟิสิกส์
เบนจามิน แนชแมนนักฟิสิกส์จาก LBNL และผู้เขียนหลักของการศึกษานี้ กล่าวเสริมว่าการทำงานร่วมกันระหว่างนักฟิสิกส์พลังงานสูงและนักวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัมนั้นเป็นถนนสองทาง “มีเทคนิคในการทำฟิสิกส์ [พลังงานสูง] ที่เราสามารถนำไปใช้เพื่อปรับปรุงการลดข้อผิดพลาดในคอมพิวเตอร์ควอนตัม”
เขากล่าว เขาและผู้ทำงานร่วมกันได้เริ่มสำรวจเทคนิคเหล่านี้บางส่วน โดยได้รับความช่วยเหลือจากโครงการของกระทรวงพลังงานสหรัฐที่จัดหาเงินทุนสำหรับความร่วมมือแบบสหวิทยาการประเภทนี้
ในระหว่างนี้ ทีมงาน LBNL กำลังมุ่งเน้นไปที่การสร้างแบบจำลองฟิสิกส์มาตรฐานรุ่น “ของเล่น”
ในปัจจุบัน และอัลกอริทึมควอนตัมที่ให้มานั้นซับซ้อนยิ่งขึ้น “หากคอมพิวเตอร์ [ควอนตัม] ที่ดีกว่ามาในวันพรุ่งนี้ เราสามารถรันโมเดลที่เราพัฒนาขึ้นที่นี่ด้วยความแม่นยำที่มากขึ้น” Bauer กล่าว “แต่เพื่อที่จะไปสู่ จริง ๆ จำเป็นต้องมีงานทางทฤษฎีมากกว่านี้เช่นกัน ซึ่งก็ไม่มีทางเอาชนะได้เลย
มันแค่ต้องทำให้เสร็จ”ของอนุภาค เขาและเพื่อนร่วมงานของเขามีเป้าหมายที่จะมุ่งความสนใจไปที่เอฟเฟกต์ควอนตัมโดยเนื้อแท้ที่เครื่องจักรแบบคลาสสิกไม่สามารถจัดการได้อย่างเหมาะสม “เราควรขอให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำสิ่งที่ทำได้ยากในคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกเท่านั้น” เขากล่าว
แนวการวิจัยโดยทั่วไปไม่เท่าเทียม เข้าถึงได้ หรือยุติธรรม ลำดับความสำคัญของชาติและวัฒนธรรมสร้างและสร้างความแตกต่าง การเข้าถึงทั่วไปของสิ่งพิมพ์ที่เข้าถึงได้แบบเปิดช่วยลดความแตกต่างดังกล่าว แต่ต้นทุนการเข้าถึงแบบเปิดสามารถเพิ่มได้อีกครั้ง การอนุญาตให้ยกเว้นค่าธรรมเนียมดังกล่าว
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
