Ученые разработали новую методику, которая позволяет отсеивать ошибки в работе квантовых симуляторов ядерных процессов. Физикам часто приходится иметь дело со сложными системами, состоящими из множества мелких частиц, живущих по законам квантовой механики. Поведение таких систем сложно предсказать, поскольку обычные компьютеры не могут просчитать все варианты развития событий.
Вместо решения уравнений ученые могут использовать аналоговое квантовое моделирование, устраивая симуляцию на квантовых компьютерах. Журнал Университета Вашингтона отмечает, что одной из главных разработок в этой области стали Ридберговские атомные процессоры, которые представляют собой цепочки атомов, возбужденных до высоких энергий. Однако квантовый компьютер всегда будет лишь приближением к реальности, и важно понимать, насколько сильно это приближение искажает истинную картину.
Группа ядерщиков предложила метод системной оценки того, как различные настройки и приближения влияют на точность симуляции. Изменяя параметры модели, можно значительно уменьшить погрешности и настроить квантовый компьютер на нужную задачу. Расчеты были проверены на упрощенных моделях, похожих на те, с которыми физики сталкиваются при изучении ядерных сил.
Этот подход позволяет проектировать эксперименты более осознанно, заранее рассчитывая оптимальные условия, при которых ошибки минимальны. Это важно для понимания природы ядерных сил, управляющих звездами и определяющих стабильность материи. Ученые приближаются к возможности увидеть на квантовом симуляторе процессы, невоспроизводимые в земных лабораториях, например, внутри нейтронных звезд.
Умение управлять сложными квантовыми системами лежит в основе создания новых материалов, сверхчувствительных сенсоров и более устойчивых квантовых компьютеров. Методы, разработанные для симуляции ядер, могут применяться для оптимизации работы новых химических катализаторов или лекарств, где требуется учитывать квантовое поведение молекул. Тем не менее, практическая применимость метода в ближайшее время вызывает сомнения, поскольку реальные ядерные системы сложнее и включают множество взаимодействий, не учитываемых в упрощенных моделях.
Источник: innovanews.ru.
