Google的科學家揭示了一種新的“量子模擬”方法，該方法使用計算能力來模仿強大的量子系統的行為。他們認為，這種方法可能導致這可以在五年內超過超級計算機，並導致。
量子仿真是計算機模擬物理過程和大量子系統（例如復雜分子）的過程。本質上，工程師模擬了由量子物理學效應主導的物理過程。
但這很難使用古典計算機，因為您必須對每個粒子與其他粒子的相互作用進行建模。由於亞原子粒子同時存在多個狀態並且可以互相糾纏，因此這些計算的複雜性很快就會在您擴展所涉及的粒子數量時迅速。
反而，科學家正在轉向量子計算機，其行為已經受到法律的控制，解決問題。因為量子物理是內置的，這些系統的工作方式。如果是被糾纏或以正確的方式鏈接在一起，它們可以模仿更大的量子系統，而無需明確計算系統演變的每個步驟。
那就是“量子模擬”發揮作用的地方。量子模擬有兩種類型。數字仿真使研究人員可以通過串聯和解開不同的量子配對（兩個糾纏量子台）的糾纏和串聯串聯來選擇性地旋轉量子狀態。同時，模擬模擬速度更快。這涉及一次糾纏一個系統上的所有量椅 - 但是由於量子位可能容易出錯，因此這增加了模擬輸出變成毫無意義的噪聲的風險。
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2月5日在《雜誌》上發表的一項研究中概述了量子模擬的新方法，通過將數字模擬和模擬模擬混合到單一的多階段方法中來利用這兩種選項。
仿真理論
這種“混合”方法始於數字模擬層，科學家使用系統的靈活性來準備每個量子對的初始量子狀態 - 選擇最相關的位置。接下來，該過程切換到模擬模擬，該模擬可以演變為科學家想要研究的特定量子。
最後，該過程切換回數字模擬，以微調和探測量子狀態以解決正在模擬的物理學中最有趣的問題。
這項新的研究意味著，量子計算機在未來五年內可能會在實際環境中勝過常規超級計算機，hartmut名稱Google Quantum AI的創始人和負責人在電子郵件的聲明中說。時間的估計差異很大，其中一些表明這可能遠至20年或在接下來的夫婦中可以實現。
科學家已經證明了Google的量子計算芯片，包括和新發行的，可以勝過最強大的超級計算機 - 但到目前為止，僅在基準測試方面。為了在實際情況下實現至高無上的地位，科學家說，他們必須在校準和控制準確性方面進一步改進，並改善硬件。他們還需要確定可以通過量子模擬解決兩者的問題，並且太複雜而無法使用經典計算機解決。
但是，新的混合研究使當今的量子計算機能夠提高最快的超級計算機的功能。而且，這種混合方法已經被利用，可以做出新的科學發現，Google科學家在測試他們的新方法方面取得了成就。例如，在磁鐵的行為中，Google科學家解決了有關磁鐵在冷卻到極低溫度時的行為的問題，以及能量如何從熱零件流向冷零件。
混合方法也用於表明kibble-zurek機制（KZM）是一個被廣泛考慮的模型，可以預測材料中缺陷形式的位置 - 並非總是如此。取而代之的是，新的混合模擬揭示了全新的物理學。科學家說，這是混合方法量子模擬可以解決的一種例子。
