Квантовый компьютер IBM смоделировал один из ключевых процессов физики элементарных частиц

Исследователь впервые использовал квантовый процессор IBM для моделирования одного из фундаментальных процессов квантовой электродинамики — рождения пары частица-античастица под действием сильного электрического поля. Об этом пишет The Quantum Insider.

Сотрудник Lawrence Berkeley National Laboratory Энтони Чиаварелла задействовал в работе 104 из 156 кубитов процессора Heron на платформе IBM Quantum. Доступ к оборудованию был обеспечен по программе Quantum Computer User Program.

В фокусе исследования оказался разрыв глюонной струны — механизм, при котором связь между кварками рвется и рождается новая пара кварк-антикварк. Этот процесс рассматривают как ключевую часть адронизации.

Согласно статье, квантовая симуляция дала результаты, согласующиеся с предыдущими расчетами на классических суперкомпьютерах.

При этом расчет не претендовал на полноценную квантовую хромодинамику. Симуляцию намеренно упростили: ее ограничили одним пространственным измерением — то есть моделью в одно измерение — и жестким лимитом кварков.

Чиаварелла рассматривает работу как основу для более крупных квантовых симуляций: по мере развития оборудования и алгоритмов такие подходы могут помочь точнее моделировать процессы, связанные с экспериментами на Большом адронном коллайдере в CERN.

«В принципе, нам известна теория, описывающая адронизацию, но мы не можем делать прогнозы, используя ее, поскольку вычисления слишком сложны для классического компьютера. Однако на квантовом оборудовании мы сможем напрямую предсказывать детали процесса, что поможет в поисках новой физики на коллайдерах, таких как БАК», — заявил исследователь.

Напомним, в июне эксперты протестировали квантовый процессор IBM Nighthawk в просчитывании взаимодействия нуклона и антинуклона в упрощенной модели квантовой хромодинамики QCD2.