IBM քվანտային համակարգիչն առաջին անգամ մոդելավորել է հադրոնացումը

Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի հետազոտողն օգտագործել է IBM քվանտային համակարգիչը հադրոնացման՝ մասնիկների ֆիզիկայի առանցքային գործընթացի մոդելավորման համար:olcf.ornl+1
Մոդելավորումը ցույց է տվել, թե ինչպես են գլյուոնային թելերը կտրվում՝ ձևավորելով կոմպոզիտային մասնիկներ, ինչպիսիք են պրոտոնները. գործընթաց, որը չափազանց արագ է արագացուցիչներում ուղղակիորեն դիտարկելու համար:phys
Physical Review D-ում հրապարակված արդյունքները համընկել են դասական հաշվարկների հետ՝ հիմք դնելով սուբատոմային մոդելավորման մեջ ապագա քվանտային առավելությունների համար:olcf.ornl

Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոսն օգտագործել է International Business Machines Corporation ընկերության քվանտային համակարգիչը հադրոնացումը մոդելավորելու համար՝ գործընթաց, որի ժամանակ քվարկները միավորվում են ուժեղ միջուկային փոխազդեցության միջոցով՝ ձևավորելով կոմպոզիտային մասնիկներ, ինչպիսիք են պրոտոնները և նեյտրոնները։ Սա քայլ է դեպի քվանտային հաշվարկներ, որոնք մի օր կարող են գերազանցել դասական գերհամակարգիչներին սուբատոմային աշխարհի մոդելավորման մեջ։

Մասնիկների ֆիզիկայում բացը լրացնելը

Էնթոնի Չիավարելան՝ Բերկլիի լաբորատորիայի գիտաշխատողը, ով ղեկավարել է նախագիծը, հեռակա կարգով մուտք է գործել IBM Quantum Platform-ի Heron պրոցեսոր՝ Օուք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի քվանտային համակարգչի օգտատերերի ծրագրի միջոցով՝ օգտագործելով 156 քյուբիթներից 104-ը՝ մեկ տարածական չափման մեջ գլյուոնային թելերի կտրումը մոդելավորելու համար։ Արդյունքները, որոնք հրապարակվել են Physical Review D-ում, համընկել են դասական գերհամակարգիչների վրա կատարված նախորդ հաշվարկների հետ:olcf.ornl+2

Հադրոնացումը կենտրոնական նշանակություն ունի հասկանալու համար, թե ինչ է տեղի ունենում մասնիկների արագացուցիչներում, ինչպիսին է CERN-ի Մեծ հադրոնային բախիչը, որտեղ պրոտոնները բախվում են լույսի արագությանը մոտ արագությամբ։ Ստացված քվարկներն ու հակաքվարկները հադրոնացումն անցնում են չափազանց արագ՝ ուղղակիորեն դիտարկվելու համար, ինչը համակարգչային մոդելավորումը դարձնում է անհրաժեշտ՝ դիտողական բացերը լրացնելու համար:ornl+1

«Սկզբունքորեն մենք գիտենք տեսությունը, որը նկարագրում է հադրոնացումը, բայց մենք չենք կարողանում կանխատեսումներ անել դրա միջոցով, քանի որ հաշվարկները դասական համակարգչի համար չափազանց բարդ են եղել», — ասել է Չիավարելան։ «Քվանտային համակարգչի վրա մենք պետք է կարողանանք ուղղակիորեն կանխատեսումներ անել հադրոնացման ընթացքի մանրամասների վերաբերյալ, ինչը կօգնի նոր ֆիզիկայի որոնումներին այնպիսի արագացուցիչներում, ինչպիսին է LHC-ն»:phys+1

Պարզեցված մոդել՝ ավելի լայն հավակնություններով

Չիավարելան օգտագործել է մի քանի պարզեցումներ, որպեսզի հաշվարկը հնարավոր լինի իրականացնել ներկայիս սարքավորումների վրա՝ ծանր քվարկի սահմանափակում, միաչափ տարածական մոդել և մի տեխնիկա, որը նա համահեղինակել է՝ «մասշտաբավորվող շղթայական համաժամանակյա վարիացիոն քվանտային լուծիչ» անվանումով, որպեսզի քյուբիթները պատրաստի կայուն վակուումային վիճակի։ Նախկին դասական աշխատանքներից վերարտադրված ուշագրավ բացահայտումներից մեկն այն էր, որ գլյուոնային թելի կենտրոնը պահում է իրեն այնպես, կարծես այն գազանում է վերջավոր ջերմաստիճանում, նախքան կտրվելը. մի հատկություն, որը, եթե հաստատվի բազմաթիվ մոդելներում, կարող է արտացոլել իրական քվանտային քրոմոդինամիկան:ornl+1

Հայացք ապագային

Չիավարելան նախատեսում է ապագա աշխատանքներում ավելացնել երկրորդ տարածական չափումը, երբ քվանտային սարքավորումներն ու ալգորիթմները բարելավվեն։ Նախագիծը, որն աջակցվում է Էներգետիկայի դեպարտամենտի առաջադեմ գիտական հաշվողական հետազոտությունների ծրագրի կողմից, նախատեսված է հաստատելու այն հաշվողական ձևանմուշները, որոնք ֆիզիկոսներին անհրաժեշտ կլինեն ավելի մեծ և հուսալի քվանտային պրոցեսորների հասանելիության դեպքում:olcf.ornl+1

Աղբյուրներ (15)