Квантовый компьютер впервые использовали для моделирования физики высоких энергий

МЕНЮ


Новости искусственного интеллекта
Поиск

ТЕМЫ


Big data
Беспилотный автомобили
БПЛА
генетические алгоритмы
Головной мозг
дополнительная реальность
ИИ проекты
искусственный интеллект
квантовые компьютеры
Кластеризация
Машинное обучение
нейронные процессоры
нейронные сети
Нейронные сети: искусственные
Нейронные сети: реализация
облачные вычисления
Поведение животных
Психология
распознавание образов
робототехника и БПЛА
Семинары
суперкомпьютеры
Теория эволюции
Трансгуманизм

АРХИВ


Июнь 2016
Май 2016
Апрель 2016
Март 2016
Февраль 2016
Январь 2016
Декабрь 2015
Ноябрь 2015
Октябрь 2015
Сентябрь 2015
Август 2015
Июль 2015
Июнь 2015
Май 2015
Апрель 2015
Март 2015
Февраль 2015
Январь 2015
Декабрь 2014
Ноябрь 2014
Октябрь 2014
Сентябрь 2014
Август 2014
Июль 2014
Июнь 2014
Май 2014
Апрель 2014
Март 2014
Февраль 2014
Январь 2014
Декабрь 2013
Ноябрь 2013
Октябрь 2013
Сентябрь 2013
Август 2013
Июль 2013
Июнь 2013
Май 2013
Апрель 2013
Март 2013
Февраль 2013
Январь 2013
Декабрь 2012
Ноябрь 2012
Октябрь 2012
Сентябрь 2012
Июль 2012
Июнь 2012
Май 2012
Апрель 2012
Март 2012
Февраль 2012
Январь 2012
Декабрь 2011
Ноябрь 2011
Октябрь 2011
Сентябрь 2011
Август 2011
Май 2011

RSS


RSS новости
свиной грипп
new balance кроссовки

Новостная лента форума ailab.ru

2016-06-24 14:19

квантовый компьютер 2015

Оптическая ловушка, в которой располагались четыре кубита квантового компьютера

Institut f Experimentalphysik

Физики из Университета Иннсбрука (Австрия) и Технического университета Мюнхена (Германия) впервые использовали квантовый вычислитель для моделирования физики высоких энергий. С помощью четырехкубитного квантового компьютера авторы выяснили закономерности рождения электрон-позитронных пар из-за флуктуаций вакуума. Исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем сообщает редакционная заметка журнала.

Ученые моделировали процесс, предсказанный квантовой электродинамикой - превращение энергии электрического поля в вакууме в материю. В результате этого образуются пары частица-античастица: электроны и позитроны. Уравнения квантовой электродинамики, описывающие этот процесс, в общем случае не решаются, однако существует несколько их упрощений, в рамках которых есть возможность вычислить вероятность рождения пар.

В качестве вычислителя физики использовали квантовый компьютер, роль кубитов в котором выполняли четыре иона, захваченные в оптическую ловушку. У каждого из этих ионов есть определенный спин - квантовая характеристика, собственный момент вращения. Эти моменты взаимодействуют между собой определенным образом, поэтому изменяя состояния одного иона мы влияем и на другие частицы - такие заранее предсказуемые изменения состояний можно рассматривать как вычисления.

Таким образом, можно задать программу для моделирования рождения пары частица-античастица в виде определенной последовательности изменений спинов. В эксперименте для этого используются строго определенные импульсы лазера. «Программа» написанная авторами включала в себя 100 шагов вычислений - миллисекундных импульсов лазера. После ее окончания ученые считывали состояния ионов - они и были результатами вычислений. Половина ионов относилась к состоянию электрона, половина - к состоянию позитрона.

Сравнение предсказаний квантового компьютера (слева) с классическими вычислениями (справа)

Esteban A.. Martinez et al. / Nature, 2016

 

Поделиться

  •  
  •  
  •  
  •  

 

Сравнение предсказаний квантового компьютера (слева) с классическими вычислениями (справа)

 

Esteban A.. Martinez et al. / Nature, 2016

По словам ученых, вычисления подтвердили предсказания упрощенной модели квантовой электродинамики: чем выше энергия электрического поля, тем быстрее рождаются пары электрон-позитрон. Кроме того физикам удалось исследовать запутанность, возникающую между рожденными частицами - по запутанности между состояниями ионов. Однако, как отмечает Джон Чиаверини из Массачусетского технологического института, в дальнейшем масштабировать такие вычисления будет сложно - это связано с тем, что кубиты были выстроены в ряд. Авторы исследования заявили о своих планах провести вычисления на двумерных (плоских) массивах ионов. 

Одним из интересных применений для квантовых вычислений является моделирование столкновений тяжелых ядер. Классические компьютеры не справляются с этими задачами отмечает Андреас Кронфельд из Fermilab, занимающийся моделированием сильных взаимодействий. Другое направление связано с моделированием конфайнмента. Это явление тоже связано с сильным взаимодействием. Оно не позволяет кваркам - объектам, из которых состоят протоны, нейтроны и другие частицы - существовать поодиночке.

Процессы рождения пар частиц из вакуума ответственны за существования излучения Хокинга, поляризацию вакуума и лэмбовский сдвига. Впервые их пронаблюдали в 1933 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри в камере Вильсона. Источником энергии для рождения электронов и позитронов были гамма-кванты, порождаемые распадом радиоактивных ядер.

Ранее мы сообщали о разработке игрового приложения, моделирующего перемещения ионов в оптической ловушке. Несмотря на то, что приложение полностью построено на квантовой механике, знать ее необязательно. Первые пользователи игры, несмотря на отсутствие знаний физики, продемонстрировали лучшие результаты, чем компьютерные алгоритмы, разработанные учеными. Также IBM недавно открыла доступ к облачному сервису квантовых вычислений The IBM Quantum Experience.

Владимир Королёв

nplus1.ru

Создать тему для обсуждения на форуме ailab.ru


кроссовки нью баланс