運用雲量子計算算出核結合能

圖：Rigetti的19量子比特量子處理器

最近，橡樹嶺實驗室Eugene Dumitrescu領導的一個核物理學研究組首次實現了利用兩個遠距離量子計算機計算氘原子核的結合能( binding energy)。這一研究成果可能會給研究量子模擬的科學家帶來新的機會，促進多個研究領域快速發展。

在以前的研究中，科學家會和量子計算機硬體開發人員一起創建量子模擬。他們通常會使用2-6個量子比特來計算物質的量子特性，而與之相比，用傳統的計算機來完成這些計算任務是相當耗時的。隨著量子計算機中可用量子比特數量的增加，人們希望量子模擬的計算能力能夠超過最先進的經典計算機。然而，與量子計算機硬體開發人員一起進行模擬太過低效，如果科學家能夠操作量子計算機，這項研究的進展或許會突飛猛進。

Rigetti和IBM

針對這一問題，兩家公司已經各自發布了一款軟體（IBM的Q Experience和Rigetti的19Q），用戶可以通過雲服務遠程操作他們的量子計算機。IBM的量子處理器有16個量子比特，而Rigetti的裝置包含了19個量子比特。Dumitrescu領導的研究組就是利用了這兩個軟體計算出了氘原子核的結合能——分離組成核的質子和中子所需的能量。

該團隊的新方法需要做一些調整。通過雲進行計算，其計算速度是有限的，這意味著研究人員需要調整他們的量子測量方法以配合這種較慢的速率。通過採取這些工作，Dumitrescu團隊最終在兩台量子計算機上計算出的結合能與實際測量值的誤差在2%以內。

Dumitrescu團隊的實驗表明，科學家可以在沒有量子計算機硬體開發人員的幫助下操作量子計算機。不久之後，許多不同研究領域的科學家就可以利用雲計算進行研究了。

本文由量子計算最前沿基於相關資料原創編譯，轉載請聯繫本公眾號獲得授權。

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