Kompjuteri kuantik mund të simulojë pafundësisht shumë grimca kaotike

Një kompjuter kuantik i bërë nga atome të ngarkuara mund të përdorë vetëm një pjesë të vogël të bitave kuantikë për të simuluar sesi një linjë pafundësisht e gjatë dhe kaotike e grimcave ndërvepruese sillet me kalimin e kohës.

Sjellja e materialeve speciale, si superpërcjellësit, dhe molekulave që i nënshtrohen reaksioneve kimike interesante është shpesh shumë komplekse për t’u simuluar edhe në superkompjuterë. Studiuesit kanë menduar prej kohësh se kompjuterët kuantikë do të ishin më të mirë në detyra të tilla nëse mund të ndërtonin një të tillë mjaftueshëm të madh.

Eli Chertkov në kompaninë e informatikës kuantike Quantinuum në Kolorado dhe kolegët e tij tani kanë shpikur një algoritëm simulimi që i afrohet këtij kufizimi të madhësisë, duke i mundësuar një kompjuteri kuantik të simulojë një zinxhir pafundësisht të gjatë të grimcave ndërvepruese të ngjashme me elektron me shumë pak bit kuantike (qubits). .

Studiuesit përdorën kubit të bërë nga atomet e yterbiumit të ngarkuar. Ata i programuan për të ekzekutuar algoritmin e ri, i cili simulon një zinxhir grimcash që të gjitha ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Ekipi i vendosi ndërveprimet në atë mënyrë që analizat matematikore të sugjeruara në të kaluarën do t’i bënin grimcat të sillen në mënyrë kaotike – një koncept matematik që do të thotë se ndryshimet shumë të vogla në rregullimin fillestar kanë një ndikim të madh më vonë.

Zakonisht, numri i grimcave që një kompjuter kuantik mund të simulojë varet nga numri i kubitëve që mund të përdorë. Këtu, studiuesit përdorën vetëm tre deri në 11 kubit.

Chertkov thotë se kompjuteri kuantik Quantinuum mund ta bënte këtë sepse algoritmi e drejtoi atë që të vazhdonte të “riciklonte” kubit gjatë llogaritjes. Kur kompjuteri kishte nevojë për më shumë kubit, ai do të zgjidhte një që kishte përdorur tashmë, do ta rivendoste dhe më pas do ta ripërdorte, të gjitha pa i shqetësuar kubitët e tjerë të përfshirë në llogaritjen e vazhdueshme.

Studiuesit e dinin tashmë se si një linjë grimcash duhet të sillet me kalimin e kohës nga llogaritjet e mëparshme dhe kjo është ajo që ata panë në simulimin e tyre, duke sugjeruar se funksionon.

Miles Stoudenmire në Institutin Flatiron në Nju Jork thotë se testi tjetër për algoritmin e ri do të ishte simulimi i një sistemi që kompjuterët konvencionalë nuk mund ta trajtojnë, siç janë grimcat në materialet 2D dhe jo vetëm në një vijë. Të kuptuarit se çfarë bëjnë elektronet në ato materiale me kalimin e kohës, për shembull, mund të ndihmojë në zhvillimin e pajisjeve elektronike më efikase.

Kaden Hazzard në Universitetin Rice në Teksas thotë se elementi kaotik e bën simulimin më të përshtatshëm për botën reale. Nëse thjesht zgjidhni një sistem të frymëzuar nga natyra rastësisht, ndoshta do të ishte kaotik, thotë ai.