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团队使用光量来创建新的量子模拟器

2019-07-09 16:18:46 来源:

想象一下被困在迷宫里想要找到出路。你会怎么做?答案是反复试验。这就是具有经典算法的传统计算机如何运行以找到解决复杂问题的方法。现在考虑一下:如果,通过魔术,你能够将自己克隆到多个版本,以便你能够同时通过所有不同的路径?你几乎可以立即找到出口。想象一下被困在迷宫里想要找到出路。你会怎么做?答案是反复试验。这就是具有经典算法的传统计算机如何运行以找到解决复杂问题的方法。现在考虑一下:如果,通过魔术,你能够将自己克隆到多个版本,以便你能够同时通过所有不同的路径?你几乎可以立即找到出口。

结果我们不是在谈论魔术 - 我们谈论的是原子和亚原子粒子。例如,电子可以同时在多个地方。这是量子力学中已知的自然的基本原理,即叠加原理。

现在,想象一下,如果我们利用这个原理并将其应用于我们的经典模拟器和计算机。想象一下,我们在信息处理方面的效率会大大提高!

这是量子计算机和量子模拟器背后的原理。本质上,量子计算机使用亚原子粒子的能力同时存在于多个地方。

量子模拟器不仅有利于处理时间的效率,而且它们是模拟简单和复杂系统的“自然”选择。这是自然最终受量子力学定律支配这一事实的直接结果。

量子模拟器为我们提供了一个很好的机会来模拟自然的基本方面并理解它们隐藏的动态,甚至不用研究各种粒子及其相互作用产生的复杂性。这正是Ebrahim Karimi教授及其团队研究背后的动机。

Karimi的团队通过调用光的量子力学特性来模拟自然界中的周期性和闭合结构,例如环形分子和晶格。结果可以帮助我们理解这些系统所涉及的动力学,并为开发高效的基于光子的量子计算机开辟了可能性。

Karimi的团队成功构建并运行了首个专为模拟环形(环状)系统而设计的量子模拟器。量子模拟器模拟量子系统。该团队使用光量子(光子)来模拟由不同原子数构成的环内电子的量子运动。实验结果表明,环形系统的物理特性与线形系统的物理特性基本不同。

在此过程中,该团队建立了一个强大的实验技术来模拟各种原子系统,并开辟了一个新窗口,以探索其工作带来的许多机会。

“我们预计,在很短的时间内,我们的研究将在各个学科产生非常大的影响,从医学到计算机科学,从有机化学和生物学到材料科学和基础物理学,”Farshad Nejadsattari博士说, Karimi的博士后研究员之一,也是该项目的一部分。

在量子模拟器中,可以容易地控制并且物理上很好理解的量子粒子(在我们的情况下是光粒子,光子)被允许在被设计为与被模拟的系统类似的系统内传播。

来自该实验的一些有趣的发现包括找到在环上分布颗粒的特定方式,使得分布在颗粒传播时不会改变,并且还发现颗粒首先在环上扩散然后在那里重新出现的情况。它最初放置。这在任何量子模拟器中从未见过实验。

随着量子模拟技术变得更加成熟和复杂,合成新材料,化学品和药物开发将大大简化。量子模拟器将帮助提供眨眼间所需的所有信息。

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