來自慕尼黑工業大學、普林斯頓大學和 Google Quantum AI 的研究團隊揭示，量子電腦可能在解碼自然的基本組成部分方面發揮關鍵作用。
考慮到用於描述自然基本力量的理論模型的複雜性，研究團隊展示了量子電腦作為理解宇宙的一種潛在解決方案。該研究已發表在學術期刊《Nature》上。
量子電腦如何解決這一問題？
複雜的理論模型通常解釋基本力量。然而，由於其複雜性，理解這些模型成為一項艱巨的任務，超出了傳統超級計算機的能力。
科學家們通過使用 Google 的量子電腦模擬自然基本力量的相互作用，邁出了重要的一步。未來，這種方法還可以幫助研究人員更好地理解粒子物理學、新材料，甚至空間和時間的本質。
「我們的工作顯示了量子電腦如何幫助我們探索支配宇宙的基本規則，」共同作者、慕尼黑工業大學自然科學學院集體量子動力學教授 Michael Knap 說。「通過在實驗室中模擬這些相互作用，我們可以以新的方式測試理論。」
研究人員的觀點
來自 Google Quantum AI 的共同作者 Pedram Roushan 強調：「利用量子處理器的力量，我們研究了一種特定類型的規範理論的動態，觀察到粒子及其相互連接的不可見“弦”的演變。」
普林斯頓大學的首位作者及研究生 Tyler Cochran 表示：「通過調整模型中的有效參數，我們可以調整弦的性質。它們可以強烈波動、緊密束縛，甚至斷裂。」
他解釋說，量子電腦顯示出與科學家對微小“弦”的預期相符的模式，這些模式類似於在高能粒子物理學中觀察到的情況。這表明量子電腦可以成為物理學及其他科學領域發現的重要工具。
規範理論的重要性
規範理論對現代物理學至關重要，構成了解釋基本力量（如電磁力和強弱核相互作用）的標準模型的基礎。這些理論解釋了構成宇宙的基本粒子。
這些複雜的理論長期以來對傳統計算方法提出挑戰。使用量子電腦模擬它們的能力標誌著一個重大的科學里程碑。
這正是量子計算提供顛覆性優勢的地方。最近的研究表明，量子處理器可以更高效和準確地模擬這些理論的動態。
合作的力量
這一突破也強調了學術界與產業界之間合作的力量。
通過結合慕尼黑工業大學和普林斯頓大學的理論專業知識以及 Google Quantum AI 的先進量子硬體，該研究展示了聯合努力如何推動我們對宇宙的理解邊界。
這項研究不僅僅是一項技術成就，它還標誌著我們探索和理解宇宙的方式可能發生的轉折點。
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