Algoritmo quântico para o computador quântico

Uma abordagem para resolver um "problema maravilhoso

Laboratório de laser quântico - DOE
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Um grupo de pesquisa internacional apresenta um novo algoritmo quântico na edição atual da revista científica "Nature". Aplicado por um futuro computador quântico, esse método teria um tremendo potencial para fornecer novas idéias sobre relacionamentos fundamentais em química, física de materiais ou física de alta energia.

Desde o desenvolvimento do computador na década de 1950, os cientistas vêm trabalhando sistematicamente para simular sistemas complexos encontrados na natureza. Atualmente, muitos pesquisadores estão usando supercomputadores para resolver a equação de Schrödinger da mecânica quântica de muitos corpos, por exemplo, para desenvolver novos medicamentos ou materiais supercondutores. Surge o problema fundamental: na simulação da mecânica quântica, usando computadores clássicos, ocorrem não apenas probabilidades, mas também amplitudes de probabilidade, que podem ser negativas - o que é chamado de "problema de sinal" ou "problema de sinal".

Computador quântico deve resolver "problema maravilhoso"

Já Richard Feynman - um dos primeiros visionários do computador quântico - recomendou abandonar essa aritmética elaborada de acordo com métodos clássicos: Como "a natureza - droga - não é clássica, é preciso simular a mecânica quântica". O próprio Feynman achou o problema "maravilhoso". porque não é fácil de resolver.

Trinta anos depois, existem primeiras realizações científicas para realizar o computador quântico. Uma equipe de físicos teóricos internacionais da Áustria, Alemanha, Canadá e Austrália, em torno de Frank Verstraete, professor da Universidade de Viena, mostra como o "problema do sinal" poderia ser resolvido usando um algoritmo quântico com a ajuda do computador quântico.

Muitos sistemas de partículas podem ser simulados com o computador quântico

Com um novo algoritmo quântico, a "Amostra de metrópoles quânticas", os chamados "sistemas estáticos de muitas partículas", poderia ser simulada com um computador quântico. Assim, de acordo com os cientistas, mesmo tarefas com o mais alto grau de complexidade são exponencialmente mais rápidas de resolver. Isso não é apenas de suma importância para a física quântica. display

Insights sobre numerosos campos de pesquisa através de simulação no computador quântico

Áreas de pesquisa como química, física de alta energia, mas também física dos materiais podem se beneficiar enormemente de simulações quânticas de sistemas estáticos de muitos corpos. A simulação da equação de Schrödinger de muitos corpos representa um "gargalo" nessas áreas de pesquisa. Durante muito tempo, a teoria da física quântica tenta encontrar soluções para esse problema - a Quantum Metropolis Sampling agora mostra que essa equação pode ser resolvida com um computador quântico. é. Segundo os pesquisadores, o computador quântico tem potencial para se tornar a principal tecnologia do século XXI. Suas primeiras simulações já estão esperando por ele. (Natureza, 2011; doi: 10.1038 / nature09770)

(Universidade de Viena, 03.03.2011 - DLO)