量子運算 有望成為模擬原子核最佳工具

編譯/李寓心

隨著科技快速發展,在傳統經典計算機受到限制的情況下,許多科學家開始轉向量子計算機的研究。近日美國愛荷華州立大學的教授,將以「帶有量子計算機的原子核和強子」(NuHaQ)的項目為主題,深入開發量子技術所涵蓋的巨大力量、速度和潛力,模擬原子核內所有的自然力。

根據報導,來自愛荷華州立的物理學和天文學教授James Vary,以(NuHaQ)獲得美國能源部為期三年、100萬美元的補助,他在項目中寫道:「原子核佔宇宙中99%的可見物質,但根據自然定律,卻還沒有得到很完善的理解。」例如,宇宙大爆炸中的原子核是如何形成的?或者產生超新星的過程,原子核形成方式等。

愛荷華州立的物理學和天文學教授James Var和研究團隊在與時間競賽中,成功透過世界上最強大的超級計算機,模擬出原子核內的力量。示意圖:RF123

Vary和研究團隊在與時間競賽中,成功透過世界上最強大的超級計算機,模擬出原子核內的力量。而使用的超級計算機,包括來自日本富士通與日本理化學研究所共同開發的超級電腦「富岳」(Fugaku),為最新世界超級計算機TOP500中的第二名,在2021年還曾獲得TOP500的第一名。

Vary表示:「我們的研究,處於經典計算機目前所能做到的極限,因為意識到我們正在使用的計算機,所含有的侷限性,因此我們需要尋找下一個等級的計算機。」Vary和研究團隊也嘗試加入一些人工智慧的工具,來使用高效能計算機,Vary指出:「雖然這僅代表最小一部分的原子核,也有著其限制性,但人工智慧可以讓我們看到,目前我們還無法進入的領域。」

Vary進一步表示:「量子計算具有改變遊戲規則的能力,這是一個完全不同的領域,遠遠超出高效能計算機所能做到的巨大能量。」因為量子技術可使研究人員,開始模擬和研究中型和大型原子核的計算能力,以及大數量的質子和中子。

Vary最後說:「現在研究人員的首要任務,是要確定可幫助他們開發和測試的量子計算機,其核物理的問題,接著開發新的運算指令,將演算法、方案和代碼,移轉至量子技術。」希望透過這項新項目,可以實現量子優勢的最終目標,成為模擬和研究原子核內部的最佳工具。

資料來源:News wise

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