Kvantinis modeliavimas | gamtos fizika

Kvantinis modeliavimas | gamtos fizika

Anonim

Dalykai

  • Informacija apie kvantą

Richardas Feynmanas tai pasakė įsimintinais žodžiais: „Gamta nėra klasikinė, niūri, ir jei norite pasidaryti gamtos modelį, geriau padarykite ją kvantine mechanine, ir, aišku, tai yra nuostabi problema, nes ji neturi atrodyti taip lengvai. “

Vienos kvantinės sistemos imitavimas naudojant kitą, labiau kontroliuojamą, iš tikrųjų pasirodė ne taip jau lengva. Tačiau nemaža pažanga padaryta nuo 1981 m., Kai Feynmanas skaitė pradinę paskaitą „Fizikos modeliavimas kompiuteriais“. Didžiulė pažanga izoliuojant, manipuliuojant ir aptikant atskiras kvantines sistemas - ypač maždaug per pastarąjį dešimtmetį - reiškia, kad fizinis „kvantinių imitatorių“ įgyvendinimas dabar tampa realybe.

Ši gamtos fizikos įžvalga apžvelgia iki šiol padarytą pažangą. Straipsnių serijoje apžvelgiami šiuolaikiniai kvantiniai imitatoriai, kurių pagrindą sudaro atominės kvantinės dujos, įstrigusių jonų ansambliai, fotoninės sistemos ir superlaidžios grandinės. Šis sąrašas jokiu būdu nėra išsamus; kvantiniai modeliavimai yra įgyvendinami arba buvo pasiūlyti daugelyje kitų sistemų - tarp jų branduolio sukiniai, nagrinėjami naudojant NMR metodiką, ir elektronų sukiniai, esantys kvantiniuose taškuose ar taškiniuose defektuose.

Tačiau konkurencija tarp skirtingų platformų nėra tokia, kad nugalėtojas imasi visų. Kiekviena platforma turi savo privalumų ir apribojimų, o skirtingi požiūriai dažnai sprendžia papildomus kvantinio modeliavimo aspektus. Jie turi bendrą tikslą išspręsti problemas, kurios bent jau šiuo metu yra pernelyg sudėtingos, kad būtų išspręstos klasikiniuose kompiuteriuose. Be to, tuo pačiu metu kuriant keletą platformų, skirtų praktiniam kvantiniam modeliavimui, yra intriguojanti perspektyva, kai pasiekus neužrašytą teritoriją, vienas treniruoklis bus naudojamas kitu. Tiesą sakant, Ignacio Ciracas ir Peteris Zolleris savo komentare turėtų būti jau trumpalaikis kvantinių modelių įgyvendinimas, kurie yra pernelyg sudėtingi galingiausiems klasikiniams kompiuteriams, o kriterijai, kuriuos jie nustatė kvantiniam simuliatoriui įvykdyti, galėtų pasitarnauti kaip gairės siekiant šio tikslo.

Tikimės, kad šie straipsniai suteiks tvirtą pagrindą ir istorinę perspektyvą kartu su plačia jau pasiektų rezultatų apžvalga. Labiausiai tikimės, kad „Insight“ perteikia dar jaunos srities jaudulį ir įkvepia toliau skaityti bei tyrinėti.