پژوهشگران دانشگاه «اینسبروک» (Innsbruck) در اتریش و موسسه «محاسبات کوانتومی» (Quantum Computing) کانادا، روش جدیدی در استفاده از رایانه‌های کوانتومی برای شبیه‌سازی فعل و انفعالات ذرات پیدا کرده‌اند و این روش می‌تواند نحوه کاوش در جهان را تغییر دهد.
هدف اصلی پژوهش کنونی که در سایت ساینس منتشرشده «مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی» است. این مدل نحوه رفتار ذرات مانند الکترون‌ها و پوزیترون‌ها را توضیح و نشان می‌دهد که چگونه با نیروها، مانند نیروی الکترومغناطیسی که ذرات باردار را در کنار هم نگه می‌دارد، تعامل دارند.
درک نحوه رفتار این ذرات و نیروها، کار آسانی نیست و محاسبات فوق‌العاده پیچیده هستند و حتی قوی‌ترین ابررایانه‌های جهان نیز با آنان دست و پنجه نرم می‌کنند و رایانه‌های کوانتومی سنتی نیز در این مورد با چالش‌های بزرگی روبرو هستند.
این پیشرفت جدید در استفاده نوع متفاوتی از رایانه‌های کوانتومی حاصل شد که فقط از بیت‌ها (صفر و یک) یا کیوبیت (بیت‌های کوانتومی) استفاده نمی‌کند، بلکه از «کیودیت» استفاده می‌کند. «کیودیت» می‌تواند بیش از دو مقدار را ذخیره کند _حتی در این پژوهش تا پنج مقدار نیز رسید_ که آنان را برای مدیریت ریاضیات پیچیده در فیزیک ذرات مناسب‌تر می‌کند.
گروه دانشگاه «اینسبروک» رایانه کوانتومی مبتنی بر «کیودیت» ساخت و گروه واترلو کانادا، الگوریتمی برای شبیه‌سازی نحوه تعامل ذرات بنیادی ایجاد کرد. این گروه پژوهشی حتی قادر به مشاهده میدان‌های مغناطیسی تشکیل‌شده بین ذرات بود، چیزی که در آزمایش‌های یک بعدی قبلی امکان‌پذیر نبود. این موفقیت نشان می‌دهد که رایانه‌های کوانتومی اکنون می‌توانند شبیه‌سازی‌های پیچیده‌تری را انجام دهند و راه برای اکتشافات بیشتر هموار می‌شود.
آنان توانستند تئوری میدان کوانتومی کامل دوبعدی را شبیه‌سازی کنند. این عملکرد نسبت به آزمایش‌های قبلی که فقط می‌توانست ذرات را در یک خط مستقیم شبیه‌سازی کند، پیشرفت بزرگی است.
پژوهشگران بر این باورند که فقط با چند «کیودیت» دیگر، می‌توانند رفتار ذرات سه بعدی را شبیه‌سازی کنند و حتی نیروی هسته‌ای قوی که اتم‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد ذهن دانشمندان را درگیر کرده است.
مارتین رینگ‌باوئر، فیزیکدان دانشگاه «اینسبروک» بیان کرد: این پژوهش آغاز راه است و رایانه‌های کوانتومی پتانسیل شگفت‌انگیزی برای کمک به ما در پاسخ به برخی از بزرگترین سوالات فیزیک دارند.
انتهای پیام
نظرات