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。

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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