一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前所未有的方法可模擬量子系統(tǒng)
AI和量子計(jì)算都是前沿的研究,相比AI的規(guī);瘧(yīng)用,量子計(jì)算還面臨諸多挑戰(zhàn)。近日,科學(xué)家們獨(dú)立開發(fā)出了一種前所未有的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬開放量子系統(tǒng)的方法, 這將是解決量子科學(xué)和量子信息中幾個(gè)突出問題的前提。 一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新計(jì)算方法可以模擬多功能的開放量子系統(tǒng),這是前所未有的。該方法由EPFL、法國、英國和美國的物理學(xué)家獨(dú)立開發(fā),并發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)期刊上。 即使在日常生活,自然也受量子物理定律的支配。這些定律解釋了普通現(xiàn)象,如光、聲、熱,甚至是臺(tái)球桌上球的軌跡。但是當(dāng)應(yīng)用于大量相互作用粒子時(shí),量子物理定律實(shí)際上預(yù)測了各種違背直覺的現(xiàn)象。 為了研究由許多粒子組成的量子系統(tǒng),物理學(xué)家必須首先能夠模擬它們。這可以通過超級(jí)計(jì)算機(jī)求解,來描述其內(nèi)部工作的方式來實(shí)現(xiàn)。但是,雖然摩爾定律預(yù)測計(jì)算機(jī)的處理能力每兩年翻一番,但這與解決量子物理挑戰(zhàn)所需的能力相去甚遠(yuǎn)。 原因是預(yù)測量子系統(tǒng)的特性非常復(fù)雜,根據(jù)量子系統(tǒng)的大小不同,要求計(jì)算能力以指數(shù)型增長,這是一項(xiàng)“本質(zhì)上復(fù)雜”的任務(wù)。理論物理實(shí)驗(yàn)室主任Vincenzo Savona教授如此說,他是在EPFL負(fù)責(zé)Laboratory of Theoretical Physics of Nanosystems。 “當(dāng)量子系統(tǒng)開放時(shí),情況變得更加復(fù)雜,這意味著它會(huì)受到周圍環(huán)境的干擾,” Savona補(bǔ)充道。然而,能有效模擬開放量子系統(tǒng)的工具是續(xù)費(fèi)需要的,因?yàn)榱孔涌茖W(xué)和技術(shù)的大多數(shù)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都是開放系統(tǒng),物理學(xué)家一直在尋找新的方法來模擬和測試它們。 |