IBM-дің кванттық серпілісі: вакуумнан бөлшектердің тууын симуляциялау физиканың жаңа дәуірін ашады
Іргелі физика әлемі жаңа ғана ең қуатты құралға ие болды. Тарихта тұңғыш рет IBM-нің кванттық компьютері — IBM Quantum платформасындағы Heron процессоры — кванттық электродинамиканың негізгі процестерінің бірін: өте күшті электр өрісінің әсерінен бөлшек-антибөлшек жұбының пайда болуын модельдеу үшін қолданылды.
Lawrence Berkeley National Laboratory зерттеушісі Энтони Чиаварелла осы процессордың 156 кубитінің 104-ін пайдаланды. Жабдыққа қол жеткізу Quantum Computer User Program бағдарламасы аясында алынды. Мәселе глюондық жіптің үзілуі деп аталатын механизм туралы болып отыр, бұл кезде кварктар арасындағы байланыс үзіліп, жаңа кварк-антикварк жұбы пайда болады. Бұл процесс адронизацияның — бос кварктар мен глюондардың тұрақты элементар бөлшектерге айналуының — негізгі тасы болып табылады.
Симуляция нәтижелері әсерлі болды: олар классикалық суперкомпьютерлерде орындалған алдыңғы есептеулермен толық сәйкес келеді. Алайда бұл тек басы ғана. Маңыздысы: симуляция әдейі жеңілдетілген. Ол бір кеңістіктік өлшеммен (1D моделі) және кварктар санына қатаң шектеулермен шектелген. Бұл толыққанды кванттық хромодинамика емес, бірақ болашақ үшін баға жетпес негіз.
Чиаварелла бұл жұмысты әлдеқайда ауқымды кванттық симуляциялар үшін іргетас ретінде қарастырады. Жабдықтар мен алгоритмдер жетілдірілген сайын, мұндай тәсілдер ЦЕРН-дегі Үлкен адрон коллайдеріндегі (БАК) тәжірибелерде болатын процестерді жоғары дәлдікпен модельдеуге мүмкіндік береді.
«Негізінде, адронизацияны сипаттайтын теория бізге белгілі, бірақ біз оны пайдаланып болжам жасай алмаймыз, өйткені есептеулер классикалық компьютер үшін тым күрделі. Алайда кванттық жабдықта біз процестің егжей-тегжейлерін тікелей болжай аламыз, бұл коллайдерлерде жаңа физиканы іздеуге жол ашады», — деді зерттеуші.
Естеріңізге сала кетейін, маусым айында сарапшылар IBM Nighthawk кванттық процессорын QCD2 жеңілдетілген кванттық хромодинамика моделінде нуклон мен антинуклонның өзара әрекеттесу міндеттерінде сынаған болатын. Қазіргі жетістік — осы үрдістің логикалық жалғасы.
Менің талдауым: Бұл эксперимент — кванттық есептеулердің мүмкіндіктерін жай ғана көрсету емес. Бұл бүкіл криптоиндустрия үшін тікелей сигнал. Егер кванттық компьютерлер бүгіннің өзінде ең күрделі физикалық процестерді модельдей алса, онда олардың криптографияға (соның ішінде блокчейндердің негізінде жатқан алгоритмдерге) әсер ету мәселесі гипотетикалық емес, практикалық сипатқа ие болады. Инвесторлар мен әзірлеушілер IBM-нің прогрессін мұқият қадағалауы керек — дәл осы жерде бүкіл цифрлық экономика үшін ойын ережелерін қайта жаза алатын болашақ жасалуда.