A medida que crece la masa de los núcleos en colisión, los recursos necesarios para modelarlos superan incluso a las computadoras convencionales más poderosas. Las computadoras cuánticas podrían realizar los cálculos necesarios. Sin embargo, actualmente no alcanzan la cantidad necesaria de bits cuánticos fiables y duraderos.

Investigación, publicada en Physical Review A , combinó computadoras convencionales y computadoras cuánticas para acelerar significativamente las perspectivas de resolver este problema.

Los investigadores utilizaron con éxito el esquema de computación híbrida para simular la dispersión de dos neutrones. Esto abre un camino para calcular velocidades de reacción nuclear que son difíciles o imposibles de medir en un laboratorio. Estos incluyen tasas de reacción que desempeñan un papel en la astrofísica y la seguridad nacional.

El esquema híbrido también ayudará a simular las propiedades de otros sistemas de mecánica cuántica. Por ejemplo, podría ayudar a los investigadores a estudiar la dispersión de electrones con vibraciones atómicas cuantificadas conocidas como fonones, un proceso que subyace a la superconductividad.

Un equipo de científicos de la Universidad de Washington, la Universidad de Trento, el Banco de Pruebas Cuánticas Avanzada (AQT) y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore propusieron un algoritmo híbrido para la simulación de la dinámica (en tiempo real) de sistemas de partículas de mecánica cuántica. /P>

En este enfoque híbrido, la evolución temporal de las coordenadas espaciales de las partículas se lleva a cabo en un procesador clásico, mientras que la evolución de sus variables de espín se lleva a cabo en hardware cuántico. Los investigadores demostraron este esquema híbrido simulando la dispersión de dos neutrones en el AQT.

La demostración validó el principio del esquema de coprocesamiento propuesto después de implementar estrategias de mitigación de errores para mejorar la precisión del algoritmo y adoptar métodos teóricos y experimentales para dilucidar la pérdida de coherencia cuántica.

Incluso con la simplicidad del sistema de demostración que estudió este proyecto, los resultados sugieren que una generalización del actual esquema híbrido puede proporcionar una vía prometedora para simular experimentos de dispersión cuántica con una computadora cuántica.

Aprovechando futuras plataformas cuánticas con tiempos de coherencia más largos y mayores fidelidades de puerta cuántica, el algoritmo híbrido permitiría el cálculo sólido de reacciones nucleares complejas importantes para la astrofísica y las aplicaciones tecnológicas de la ciencia nuclear.