團隊使用光量來創(chuàng)建新的量子模擬器

想象一下被困在迷宮里想要找到出路。你會怎么做?答案是反復(fù)試驗。這就是具有經(jīng)典算法的傳統(tǒng)計算機如何運行以找到解決復(fù)雜問題的方法?，F(xiàn)在考慮一下：如果，通過魔術(shù)，你能夠?qū)⒆约嚎寺〉蕉鄠€版本，以便你能夠同時通過所有不同的路徑?你幾乎可以立即找到出口。想象一下被困在迷宮里想要找到出路。你會怎么做?答案是反復(fù)試驗。這就是具有經(jīng)典算法的傳統(tǒng)計算機如何運行以找到解決復(fù)雜問題的方法?，F(xiàn)在考慮一下：如果，通過魔術(shù)，你能夠?qū)⒆约嚎寺〉蕉鄠€版本，以便你能夠同時通過所有不同的路徑?你幾乎可以立即找到出口。

結(jié)果我們不是在談?wù)撃g(shù) - 我們談?wù)摰氖窃雍蛠喸恿Ｗ?。例如，電子可以同時在多個地方。這是量子力學中已知的自然的基本原理，即疊加原理。

現(xiàn)在，想象一下，如果我們利用這個原理并將其應(yīng)用于我們的經(jīng)典模擬器和計算機。想象一下，我們在信息處理方面的效率會大大提高!

這是量子計算機和量子模擬器背后的原理。本質(zhì)上，量子計算機使用亞原子粒子的能力同時存在于多個地方。

量子模擬器不僅有利于處理時間的效率，而且它們是模擬簡單和復(fù)雜系統(tǒng)的“自然”選擇。這是自然最終受量子力學定律支配這一事實的直接結(jié)果。

量子模擬器為我們提供了一個很好的機會來模擬自然的基本方面并理解它們隱藏的動態(tài)，甚至不用研究各種粒子及其相互作用產(chǎn)生的復(fù)雜性。這正是Ebrahim Karimi教授及其團隊研究背后的動機。

Karimi的團隊通過調(diào)用光的量子力學特性來模擬自然界中的周期性和閉合結(jié)構(gòu)，例如環(huán)形分子和晶格。結(jié)果可以幫助我們理解這些系統(tǒng)所涉及的動力學，并為開發(fā)高效的基于光子的量子計算機開辟了可能性。

Karimi的團隊成功構(gòu)建并運行了首個專為模擬環(huán)形(環(huán)狀)系統(tǒng)而設(shè)計的量子模擬器。量子模擬器模擬量子系統(tǒng)。該團隊使用光量子(光子)來模擬由不同原子數(shù)構(gòu)成的環(huán)內(nèi)電子的量子運動。實驗結(jié)果表明，環(huán)形系統(tǒng)的物理特性與線形系統(tǒng)的物理特性基本不同。

在此過程中，該團隊建立了一個強大的實驗技術(shù)來模擬各種原子系統(tǒng)，并開辟了一個新窗口，以探索其工作帶來的許多機會。

“我們預(yù)計，在很短的時間內(nèi)，我們的研究將在各個學科產(chǎn)生非常大的影響，從醫(yī)學到計算機科學，從有機化學和生物學到材料科學和基礎(chǔ)物理學，”Farshad Nejadsattari博士說， Karimi的博士后研究員之一，也是該項目的一部分。

在量子模擬器中，可以容易地控制并且物理上很好理解的量子粒子(在我們的情況下是光粒子，光子)被允許在被設(shè)計為與被模擬的系統(tǒng)類似的系統(tǒng)內(nèi)傳播。

來自該實驗的一些有趣的發(fā)現(xiàn)包括找到在環(huán)上分布顆粒的特定方式，使得分布在顆粒傳播時不會改變，并且還發(fā)現(xiàn)顆粒首先在環(huán)上擴散然后在那里重新出現(xiàn)的情況。它最初放置。這在任何量子模擬器中從未見過實驗。

隨著量子模擬技術(shù)變得更加成熟和復(fù)雜，合成新材料，化學品和藥物開發(fā)將大大簡化。量子模擬器將幫助提供眨眼間所需的所有信息。