原创 新量子算法可以模拟高能粒子碰撞过程

展全思梦 2025-11-03 10:24:32

原创 新量子算法可以模拟高能粒子碰撞过程

标题:新的量子算法可以模拟高能粒子的碰撞过程。

美国能源部伯克利国家实验室(LBNL)的一个研究团队设计了先进的量子算法，并在现有的有限规模量子计算机硬件上成功模拟了帕顿阵雨中高能粒子的碰撞过程。

“巴顿淋浴”的物理过程产生复杂的粒子，传统的计算机算法无法完全模拟。发表在2月10日《物理评论快报》上的研究显示了这种新的量子算法。

伯克利实验室的物理研究员克里斯蒂安·鲍埃尔说:“我们实际上已经证明了‘巴顿淋浴’过程可以在资源有限的量子计算机上实现。一些传统计算机无法描述的量子效应，可以在量子计算机上模拟出来。”

本研究将量子与传统计算机相结合，仅对传统计算机无法模拟的量子因子使用量子方案，仍然使用传统计算机解决粒子碰撞的其他因素。

鲍尔说:“量子算法同时计算所有可能的结果，然后选择一个。随着数据的增加和精度的提高，我们理论模型的精度也会不断提高。在某个临界点，量子效应的因素变得非常重要。”

他们的量子算法考虑了“巴顿淋浴”中可能发生的不同碰撞过程和结果，包括粒子状态、辐射历史、是否有辐射、产生的粒子总量等因素。

这项研究使用了IBM的Q约翰内斯堡量子芯片，它有20个量子比特。现在量子计算机硬件处于萌芽阶段。

鲍尔说，这项研究试图用量子计算机来模拟复杂的粒子碰撞，似乎效果不错。然而，为了让量子计算机真正展示其在模拟粒子碰撞领域的卓越能力，我们必须等到真正大规模量子计算机硬件的诞生。

“但在等待量子计算机硬件发展的同时，我们开始思考各种量子算法，为未来的应用做准备，这一点非常重要。”鲍尔表示，这种量子算法最终将广泛应用于高能物理研究领域。回搜狐多看看。

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