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《自然》網(wǎng)站（www.nature.com） 夸克等亞原子粒子可通過(guò)力場(chǎng)的“弦”相互聯(lián)結，當這些弦被拉伸至斷裂時(shí)會(huì )釋放能量。近期，兩支國際研究團隊利用量子計算機成功模擬了這一現象，并實(shí)時(shí)觀(guān)測其動(dòng)態(tài)過(guò)程。相關(guān)成果發(fā)表于《自然》（Nature）期刊，標志著(zhù)量子計算機在超越經(jīng)典計算機的復雜模擬領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。 美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室的物理學(xué)家指出，弦斷裂是粒子物理中尚未完全理解的關(guān)鍵過(guò)程。經(jīng)典計算機雖能計算粒子碰撞的最終結果，但無(wú)法完整模擬中間動(dòng)態(tài)。此次量子模擬的實(shí)現為此提供了新途徑。 實(shí)驗中，一支團隊使用美國初創(chuàng )公司QuEra的Aquila量子處理器，將信息編碼在二維蜂窩結構排列的原子上，通過(guò)光學(xué)鑷子固定原子狀態(tài)以模擬電場(chǎng)；另一支團隊則通過(guò)谷歌量子人工智能實(shí)驗室的Sycamore芯片，以超導環(huán)編碼量子場(chǎng)。兩者分別采用“類(lèi)比量子模擬”和“數字量子模擬”策略：前者依賴(lài)原子間靜電作用自主演化，后者通過(guò)離散操作手動(dòng)調控。 模擬結果顯示，場(chǎng)中的弦結構可呈現剛性、振動(dòng)或斷裂等狀態(tài)，甚至出現粒子解束縛現象。盡管該成果對材料物理研究具有潛在價(jià)值，但相比粒子對撞機中三維高能相互作用（涉及強核力）的完整模擬仍存在差距。專(zhuān)家坦言，目前尚未找到實(shí)現高能物理全模擬的技術(shù)路徑。 |
