Los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos han desarrollado un nuevo algoritmo de computación cuántica que ofrece una comprensión más clara de la transición cuántica a clásica, que podría ayudar a modelar sistemas en la cúspide de mundos cuánticos y clásicos, como las proteínas biológicas, y también resolverpreguntas sobre cómo se aplica la mecánica cuántica a los objetos a gran escala.
"La transición cuántica a clásica ocurre cuando se agregan más y más partículas a un sistema cuántico", dijo Patrick Coles, del grupo Física de materia condensada y sistemas complejos en el Laboratorio Nacional de Los Alamos, "de modo que los extraños efectos cuánticosdesaparece y el sistema comienza a comportarse de manera más clásica. Para estos sistemas, es esencialmente imposible usar una computadora clásica para estudiar la transición cuántica a clásica. Podríamos estudiar esto con nuestro algoritmo y una computadora cuántica que consta de varios cientos de qubits,que anticipamos estará disponible en los próximos años según el progreso actual en el campo ".
Responder preguntas sobre la transición cuántica a clásica es notoriamente difícil. Para sistemas de más de unos pocos átomos, el problema se vuelve rápidamente insoluble. El número de ecuaciones crece exponencialmente con cada átomo agregado. Las proteínas, por ejemplo, consisten en largascadenas de moléculas que pueden convertirse en componentes biológicos importantes o fuentes de enfermedad, dependiendo de cómo se plieguen. Aunque las proteínas pueden ser moléculas comparativamente grandes, son lo suficientemente pequeñas como para que la transición cuántica a clásica y los algoritmos que puedan manejarla se conviertanimportante cuando se trata de comprender y predecir cómo se pliegan las proteínas.
Para estudiar aspectos de la transición cuántica a clásica en una computadora cuántica, los investigadores primero necesitan un medio para caracterizar qué tan cerca está un sistema cuántico de comportarse de manera clásica. Los objetos cuánticos tienen características de partículas y ondas. En algunos casos, interactúan como pequeñas bolas de billar, en otros interfieren entre sí de la misma manera que las olas del océano se combinan para formar olas más grandes o cancelarse entre sí. La interferencia ondulatoria es un efecto cuántico. Afortunadamente, un cuantoEl sistema se puede describir utilizando probabilidades clásicas intuitivas en lugar de los métodos más desafiantes de la mecánica cuántica, cuando no hay interferencia.
El algoritmo del grupo LANL determina qué tan cerca está un sistema cuántico de comportarse de manera clásica. El resultado es una herramienta que pueden usar para buscar la clasicidad en los sistemas cuánticos y comprender cómo los sistemas cuánticos, al final, nos parecen clásicos en nuestra vida cotidiana.
Este trabajo fue financiado inicialmente por fondos ASC BML, y posteriormente por el programa QuantISED de Física de Alta Energía del Departamento de Energía y, en parte, por el programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio Nacional de Los Alamos. Para obtener la documentación de financiación completa, consulte la sección de Agradecimientos del documento.Tenga en cuenta que no se utilizaron fondos gubernamentales de distintas fuentes para financiar la misma investigación. El financiamiento principal y la investigación del programa DOE HEP QuantISED fueron dirigidos por el investigador principal - Andrew Sornborger, Ciencias de la Información, CCS-3, LANL
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :