IBM Heron смоделировал рождение пары частица‑античастица

Исследование провёл Энтони Чиаварелла из Lawrence Berkeley National Laboratory на квантовом процессоре Heron компании IBM с доступом через программу Quantum Computer User Program. В вычислениях использовали 104 из 156 доступных кубитов устройства.

Симуляция воспроизвела процесс разрыва глюонной струны и образование кварк‑антикваркной пары под действием сильного электрического поля в упрощённой одномерной модели. Модель ограничивалась одним пространственным измерением и жёстким лимитом на число кварков.

Из-за упрощений результаты не претендуют на полную квантовую хромодинамику. Тем не менее данные квантовой симуляции согласовались с предыдущими расчётами, выполненными на классических суперкомпьютерах.

Технически в работе продемонстрировали применение крупного числа кубитов для задач теоретической физики: задействование 104 кубитов из 156 на Heron показывает возможность проводиться многокубитовых исследовательских симуляций, хотя полные трёхмерные расчёты QCD на текущем оборудовании остаются недоступными.

Чиаварелла пояснил, что теория адронизации известна, но расчёты с её использованием слишком сложны для классических компьютеров; по его словам, квантовые симуляции при развитии аппаратуры и алгоритмов позволят непосредственно предсказывать детали процессов, сопоставимые с данными коллайдеров.

В июне на другом квантовом процессоре IBM Nighthawk проводились тесты симуляции взаимодействия нуклона и антинуклона в упрощённой модели QCD2, что является отдельной серией экспериментов по применению квантовых вычислений в ядерной и высокоэнергетической физике.