这款量子计算机模拟了塑造我们宇宙的隐藏力

物理学家使用了尖端的量子计算机在二维中模拟复杂的粒子理论。与传统的基于二进制的系统不同,该机器使用Qudits,即处理更多值的单元自然代表量子字段。这种飞跃标志着解决物理学中一些最大问题的重要一步。多个维度的突破性量子模拟[...]

来源:SciTech日报
一种新型量子计算机研究基本粒子的舞蹈。图片来源:哈拉尔德·里奇。已编辑

物理学家使用尖端量子计算机来模拟二维的复杂粒子理论。

与传统的基于二进制的系统不同,该机器使用 Qudits(处理更多值的单元)来自然地表示量子场。这一飞跃标志着朝着解决物理学中一些最大问题迈出的重要一步。

多维度突破性量子模拟

粒子物理学的标准模型是解释构成宇宙的基本粒子和力的主导理论。它将粒子及其对立面(如电子和正电子)描述为量子场,它们通过承载力场(例如将带电粒子聚集在一起的电磁场)相互作用。

粒子物理标准模型 电子

为了更好地了解这些量子场的行为方式,进而了解宇宙的运作方式,科学家们依靠基于量子场论的复杂计算机模拟。然而,即使对于最强大的超级计算机来说,这些模拟也往往要求过高,而且对于量子计算机来说也仍然极具挑战性。因此,物理学中的许多关键问题仍然没有答案。

现在,研究人员向前迈出了一大步。因斯布鲁克大学 Martin Ringbauer 领导的实验团队和滑铁卢大学量子计算研究所 (IQC) Christine Muschik 领导的理论小组使用一种新型量子计算机,成功模拟了多个空间维度的完整量子场论,正如《自然·物理学》今天(3 月 25 日)报道的那样。

因斯布鲁克大学 滑铁卢大学 自然物理学

为什么量子场难以模拟

基于 Qudit 的计算:更适合

qudit

扩展到更高的维度和磁场

致力于解决宇宙更深层次的奥秘

DOI: 10.1038/s41567-025-02797-w 谷歌