Brookhaven scientifique national informatique de laboratoire Michael McGuigan (Michael McGuigan) a dit: Pensez-y, si nous enseignons l'ordinateur de la mécanique statistique quantique à faire, que pouvons-nous faire? A cette époque, McGuigan est anti Boltzmann (Ludwig Boltzmann), ainsi que le célèbre physicien, avait vigoureusement défendu la façon dont sa théorie de la mécanique statistique. Dans les années 1800 la fin Boltzmann a présenté ses idées sur la façon de déterminer les propriétés physiques de la nature atomique de la matière, mais il a un obstacle particulièrement énorme: il était même pas prouver l'existence d'atomes.
Les gens n'acceptent pas la même période, il a été en proie à Boltzmann pour le point de physique fatigué et frustré et atomique de vue apporte. Aujourd'hui, le facteur Boltzmann a été largement utilisé en physique. calcul du facteur de Boltzmann probabilité est par rapport à l'énergie zéro, le système de particules est dans un état d'énergie particulier se trouve. Par exemple, le facteur de Boltzmann est utilisé dans la plus grande superordinateur calculé pour étudier les atomes, molécules et quark comportement « soupe », qui est calculée à l'aide de la Brookhaven relativiste ions lourds Collider et le CERN grand centre Hadron Collider et d'autres installations.
Tout en prouvant Boltzmann est juste, ont besoin d'un changement radical, mais les informaticiens sont maintenant au bord d'une nouvelle vague ronde de calcul, ils sont saut de supercalculateurs aux ordinateurs quantiques. L'ordinateur quantique est susceptible de débloquer certains des concepts les plus de physique mystérieux. Et, curieusement, ces prétendus mystères peuvent être un peu familier pour beaucoup de gens. Alors que la plupart des gens sont familiers avec le concept de temps et la température, et les voient plusieurs fois par jour, mais le fait que ces concepts de base de la physique reste un mystère.
facteur de Boltzmann contribue à la modélisation des effets de la température, ces effets peuvent être utilisés pour prédire la température et contrôler le comportement et les propriétés physiques des atomes, ils sont bons effets sur l'ordinateur classique. Cependant, sur un ordinateur quantique, une des portes logiques quantiques (portes logiques des circuits numériques similaires) utilisé dans le calcul est représenté sous la forme d'un complexe, plutôt que le facteur de Boltzmann, par définition, le facteur de Boltzmann est un nombre réel. Ce problème McGuigan et étudiant / co-auteur Raffaele Miceli fournit un problème intéressant, vous pouvez utiliser le laboratoire Brookhaven par Oak Ridge National Laboratory IBM Q Hub Access IBM quantique quantique universel protocole système informatique fournit calcul banc d'essai pour servir résolu.
Ce partenariat permet à Brookhaven (ainsi que d'autres dans le réseau) l'accès aux systèmes quantiques commerciaux d'IBM, dont 20 et les systèmes 53 bits pour des expériences quantiques. Sur un ordinateur quantique, il existe une autre méthode pour simuler la température finie, dite dynamique du champ thermique, il est possible de calculer le montant correspondant au temps et à la température. Sous cette forme, la construction d'un double système, appelé une double chaleur, puis calculée sur un ordinateur quantique, comme on le calcule en utilisant les complexes pour représenter des portes logiques quantiques. Enfin, la somme binaire, et générer un facteur de Boltzmann valide pour le calcul à température finie.
Formalisme a aussi certains avantages. Par exemple, un effet quantique de cet algorithme est la température finie, le temps et la température et quand ils sont séparés, comment le système d'évolution en temps réel. Un inconvénient est qu'il nécessite deux fois plus de zéro processus de calcul de température d'un des bits quantiques à deux états. Les chercheurs ont démontré comment un système simple contient plusieurs particules, algorithme quantique pour le calcul dynamique du champ de température à la température finie, et trouve exactement la même chose avec l'informatique classique, les études en utilisant les ressources de calcul classique et quantique, l'utilisation de quantum open source Qiskit logiciel de calcul, qui permet aux chercheurs de créer dans l'algorithme de nuage.
Ensuite, Qiskit convertit le code d'impulsion en communication en temps réel avec un ordinateur quantique. Optimizer Exécuter algorithme classique pour obtenir un autre aller-retour entre les systèmes traditionnels et les systèmes quantiques. Les expériences montrent que le système quantique a un avantage qui représentent avec précision le calcul en temps réel, au lieu d'être tourné de temps à imaginer en temps réel pour trouver les résultats. Étude fournit une image plus réaliste de la façon dont l'évolution d'un système, ce problème peut être mis en correspondance avec la simulation quantique et le laisser évoluer. McGee racine de la cosmologie quantique devrait choisir un nouveau calcul quantique aura un effet profond un autre domaine.
Bien que superordinateurs modernes ont fait beaucoup de progrès dans la compréhension de l'univers, mais encore des systèmes physiques au-delà de leur capacité. La complexité de la mathématique, y compris généralement une explication complète de la théorie de la gravité quantique, est tout simplement trop grand, qu'ils ne peuvent pas obtenir une solution précise. Cependant, un véritable ordinateur quantique, avec la possibilité de tirer profit de l'enchevêtrement et la superposition fournira plus d'options pour de nouveaux algorithmes, plus précis. Les systèmes quantiques peuvent atteindre chemin d'intégration en temps réel, de sorte que les scientifiques peuvent simuler l'univers à grande échelle. Vous pouvez imaginer calculé lorsque l'évolution cosmique vague avant fonction, sans la nécessité de former une théorie de la gravitation quantique complète.
Encore une fois, les étudiants paquets Qiskit et l'accès au matériel IBM Q, McGuigan et de l'Université Brown Charles Kocher, en utilisant des méthodes de calcul classiques et VQE mélange une variété d'expériences, y compris une vérification avec le champ de Higgs (Un univers moderne la science joue un rôle important dans la gravité de l'expérience du système particule virtuelle) et le couplage de champ couplage de Higgs. Des études ont montré que la fonction d'onde est compatible avec l'équation Wheeler-DeWitt produit VQE mixte, l'équation Wheeler-DeWitt combine mathématiquement la mécanique quantique et la théorie de la relativité d'Albert Einstein. Bien que des expériences quantiques précoces conduit aux différentes perspectives des bases derrière la physique.
Mais l'informatique quantique devrait apporter une contribution significative à la résolution des problèmes à long terme qui touchent le Ministère de la tâche énergie. Parmi eux, il peut être révélé que le nouveau matériel, pour résoudre l'outil défi énergétique ou une augmentation (comme le temps et la température) pour la physique de haute énergie et de la compréhension de base de la cosmologie. À leur tour, ces changements peuvent en cascade dans le champ plus facilement identifiable. Par exemple, nous avons besoin de plus de développeurs de médicaments pour comprendre la structure moléculaire de la mécanique quantique. simulation informatique quantique peut être réalisé en fournissant une découverte complète de la mécanique quantique, qui fournira un point de vue vraiment pratique. Les gens semblent toujours être intéressé par les bases de la physique derrière des milliers d'années, le public a été intéressé. À l'heure actuelle, la combinaison d'expertise technique et de la théorie pratique et l'informatique quantique convergent.
Cependant, cela reste une entreprise très humaine. À l'heure actuelle, les ordinateurs quantiques récents pour résoudre des problèmes ou petit champ thermique à réexaminer l'ancien univers, alors que les chercheurs font de plus grandes choses de la science sont excités pour développer l'algorithme. D'autres organisations dans le monde, comme le Canada et le périmètre de l'Institut de l'Université d'Amsterdam aux Pays-Bas, a été dans l'algorithme double quantique champ chaud est étendu à un système plus vaste. Avec 50-100 qubits récents ordinateurs quantiques à grande échelle sont apparus, l'objectif est de fonctionner sur le système de réalité implique de nombreuses particules de simulations de température finie. Il y a un véritable ordinateur quantique pour tester ces solutions ont pas des idées intéressantes et des questions.
Brocade Parc | Recherche / de: Brookhaven National Laboratory
Référence Journal "NYSDS"
DOI: 10,1109 / NYSDS.2018.8538963
DOI: 10,1109 / NYSDS.2019.8909787
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