Niezwykła symulacja na komputerze kwantowym

Świat komputerów kwantowych coraz bardziej nas zadziwia, a to ze względu na niesamowite odkrycia, o których informacje dochodzą do nas z najróżniejszych ośrodków badawczych rozlokowanych po całej planecie.

Tym razem coś niezwykłego zainicjowali naukowcy z Uniwersytetu w Innsbrucku. Otóż udało im się przeprowadzić na komputerze kwantowym pełną symulację tworzenia par cząstek i ich antycząstek!

W ten sposób pokazali wyższość komputerów kwantowych nad zwykłymi, nawet najbardziej wydajnymi.  Komputery przyszłości są bowiem zdolne do przeprowadzania niezwykle zaawansowanych symulacji takich jak np. tworzenie się atomów.

Uzyskane z takich symulacji dane, pozwoliłyby naukowcom lepiej zrozumieć zjawiska zachodzące w procesach fundamentalnych dla funkcjonowania całego Wszechświata.

Badacze z Austrii przeprowadzili na prototypowym komputerze kwantowym symulację, podczas której energia zamienia się w materię, wskutek czego powstaje elektron i pozyton.

Naukowcy wykorzystali pole elektromagnetyczne, w którym uwięzili ustawione w rzędzie jony. W każdym z nich zakodowano jeden kubit (czyli wykorzystali w sumie 4 kubity), którym manipulowano za pomocą lasera, w ten sposób przeprowadzając operacje logiczne.

Po około 100 sekwencjach, z których każda trwała kilka milisekund, naukowcy przyjrzeli się jonom. I tak każdy z nich reprezentował lokalizację: dwa dla cząstek i dwa dla antycząstek. Tymczasem orientacja spinu wykazywała, czy cząstka lub antycząstka istnieje w danej lokacji.

Analizy zebranych danych potwierdziły to, co od dawna przypuszczali fizycy. Im silniejsze pole elektromagnetyczne, tym szybciej powstają cząstki i antycząstki.

Póki co, fizycy wykorzystali zaledwie 4 kubity, a do naprawdę zaawansowanych zadań tak jak np: symulowanie oddziaływań silnych czy budowy gwiazd neutronowych, będzie potrzeba użycia ich setek.

Jednak naukowcy myślą, że już przy 30-40 kubitach będą mogli wykonać naprawdę fascynujące eksperymenty, które pozwolą światu na odkrycie i zrozumienie istoty funkcjonowania otaczającego nas świata.