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量子模拟未来的路线图

量子计算机. 图片来源:Getty Images

网赌网站(斯特拉思克莱德大学)与人合著的一篇论文为量子模拟的未来方向制定了路线图.

量子计算机是一种非常强大的设备,其速度和计算能力远远超出了经典计算机的能力, 或二进制, 计算. 而不是由0和1组成的二进制系统, 它通过叠加作用, 可能是0, 一个或两个同时出现.

量子计算的不断发展已经达到了在人工问题上比传统计算机具有优势的地步. 它未来可能会在很多领域得到应用. 一类有前途的问题涉及到量子系统的模拟, 具有潜在的应用,如开发电池材料, 工业催化和固氮.

论文发表于 自然, 探索在模拟和数字平台上进行量子模拟的近期和中期可能性,以帮助评估这一领域的潜力. 它是由十大网赌排行榜网赌网站人员共同撰写的, 马克斯·普朗克量子光学网赌网站所, 慕尼黑路德维希·马克西米利安大学, 慕尼黑量子科学与技术中心, 因斯布鲁克大学, 奥地利科学院量子光学和量子信息网赌网站所, 和微软公司.

安德鲁·戴利教授,十大网赌排行榜学院的 物理是这篇论文的主要作者. 他说:“近年来,模拟和数字量子模拟取得了许多令人兴奋的进展, 而量子模拟是量子信息处理中最有前途的领域之一. 它已经相当成熟了, 都是在算法开发方面, 国际上先进的模拟量子模拟实验的可用性.

“在计算历史, 经典的模拟计算和数字计算共存了半个多世纪, 随着数字计算的逐步过渡, 网赌网站期待量子模拟的出现也会发生同样的事情.

“这是这项技术发展的下一步, 讨论实用的量子优势是十分重要的,量子设备将解决传统超级计算机无法解决的实际问题.

“量子计算机的许多最有前途的短期应用都属于量子模拟的范畴:对微观粒子的量子特性建模,这些特性与理解现代材料科学直接相关, 高能物理和量子化学.

“量子模拟在未来的容错数字量子计算机上应该是可能的,具有更大的灵活性和精度, 但今天,通过特殊用途的模拟量子模拟器,也可以为特定的模型进行模拟. 这与空气动力学的网赌网站类似, 它既可以在风洞中进行,也可以在数字计算机上进行模拟. 空气动力学经常使用小尺度模型来理解大的东西, 模拟量子模拟器通常采用更大的模型来理解更小的东西.

“模拟量子模拟器现在正从提供物理现象的定性演示转向为本地问题提供定量解决方案. 近期一个特别令人兴奋的方向是发展一系列可编程量子模拟器混合数字和模拟技术. 这具有很大的潜力,因为它结合了双方的最佳优势,利用本机模拟操作产生高度纠缠态.”

网赌网站和所有合作伙伴在这篇透视文章上都有很大的, 涉及架构理论和算法的活动程序, 以及模拟量子模拟和数字量子计算平台的开发. 作为地平线2020欧盟量子技术旗舰项目的一部分,合作伙伴一直在进行合作 PASQuanS. 在斯特拉思克莱德, 这一领域的网赌网站已经深入到英国的国家量子技术项目中, 并获得了英国网赌网站与创新中心的大量资助.

量子技术集群嵌入在 格拉斯哥创新区, 这一倡议由十大网赌排行榜和格拉斯哥市议会共同发起, 苏格兰企业, 创业苏格兰和格拉斯哥商会. 它被设想为量子工业化的全球场所, 吸引企业共同落户, 加速经济增长, 提高生产率,获得世界一流的网赌网站技术和人才.

网赌网站是唯一一个在EPSRC资助的四个量子技术中心的两个资助阶段都成为合作伙伴的学术机构. The Hubs are in: Sensing and Timing; Quantum Enhanced Imaging; Quantum Computing and Simulation, 和量子通信技术.