광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
로고

[양자컴퓨터] 양자 컴퓨터에서 사상 최초의 바리온 시뮬레이션을 하다. 캐나다 워털루 대학의 양자 컴퓨팅 연구소(IQC)의 연구원 팀은 양자 컴퓨터에서 사상 최초로 바리온(3개의 쿼크로 구성된 아원자 입자) 시뮬레이션을 수행했다.

https://www.futuretimeline.net/blog/2021/11/12-first-ever-simulation-of-baryons-on-a-quantum-computer.htm

JM Kim | 기사입력 2021/11/15 [00:00]

[양자컴퓨터] 양자 컴퓨터에서 사상 최초의 바리온 시뮬레이션을 하다. 캐나다 워털루 대학의 양자 컴퓨팅 연구소(IQC)의 연구원 팀은 양자 컴퓨터에서 사상 최초로 바리온(3개의 쿼크로 구성된 아원자 입자) 시뮬레이션을 수행했다.

https://www.futuretimeline.net/blog/2021/11/12-first-ever-simulation-of-baryons-on-a-quantum-computer.htm

JM Kim | 입력 : 2021/11/15 [00:00]

그들의 작업은 초기 우주에 대한 새로운 통찰력을 잠재적으로 드러낼 수 있는 보다 복잡한 시뮬레이션을 향한 단계이다. 가장 잘 알려진 바리온은 양성자와 중성자로, 중간자를 포함하는 입자의 하드론 계열의 일부로, 우리 우주에서 보이는 물질의 대부분을 구성하고 모든 원자의 핵을 형성한다.

 

쿼크 시대(빅뱅 후 10-12초에서 10-5) 동안 뜨겁고 조밀한 쿼크-글루온 플라즈마가 우주를 채웠고 입자 간의 충돌이 너무 강력하여 쿼크가 바리온이나 중간자로 결합할 수 없었다. 그러나 우주가 팽창함에 따라 쿼크는 3개로 그룹화되어 바리온, 즉 양성자와 중성자를 형성했다. 어떤 시점에서 baryogenesis라는 과정이 발생했다고 가정한다. 이것은 관찰된 우주에서 물질(중입자)과 반물질(반중입자)의 불균형인 "중입자 비대칭"을 생성했다. 물질과 반물질은 접촉하면 서로를 소멸시키는 것으로 알려져 있기 때문에 물리학의 가장 큰 미스터리 중 하나는 우주의 초기 순간에 물질이 반물질보다 우세한 이유이다.

 

잠재적으로 이에 대한 정보를 제공하는 것 외에도 바리온의 양자 컴퓨터 시뮬레이션은 과학자들이 중성자 별에 대한 이해를 향상시킬 것이다. 중성자 별은 우주에서 블랙홀 다음으로 밀도가 가장 높은 물체이며 거의 전체가 중성자로 구성되어 있다.

 

IQC 교수인 Christine Muschik "이것은 중요한 진전이다. 양자 컴퓨터에서 바리온을 시뮬레이션한 것은 이번이 처음이다."라고 말했다. "가속기에서 입자를 부수는 대신 양자 컴퓨터를 사용하면 언젠가는 우주의 기원 등을 연구하는 데 사용하는 이러한 상호 작용을 시뮬레이션할 수 있을 것이다."

 

워털루 대학교(UW)의 물리학 및 천문학 교수이기도 한 Muschik은 격자 게이지 이론의 양자 시뮬레이션을 연구하는 양자 상호 작용 그룹(Quantum Interactions Group)을 이끌고 있다. 이러한 이론은 입자 물리학의 표준 모델을 포함하여 현실의 물리학에 대한 설명이다. 게이지 이론이 장, , 입자, 공간 차원 및 기타 매개변수에 대한 포괄적일수록 더 복잡하고 고전적인 슈퍼컴퓨터가 모델링하기가 더 어렵다.

 

비아벨 게이지 이론(Non-Abelian gauge theories)은 우리가 알고 있는 물질의 안정성을 담당하기 때문에 시뮬레이션에 특히 흥미로운 후보이다. 고전적인 컴퓨터는 이러한 이론에서 설명한 비-아벨 물질을 시뮬레이션할 수 있지만, 고밀도 물질과 같이 일반 컴퓨터에서는 접근할 수 없는 중요한 상황이 있다. 그리고 아벨이 아닌 물질을 설명하고 시뮬레이션하는 능력은 우리 우주를 설명하는 데 기본적이지만 양자 컴퓨터에서 시뮬레이션된 것은 없다.

 

IQC Muschik 팀은 뉴욕대학의 Randy Lewis와 협력하여 IBM 클라우드 양자 컴퓨터에서 기존 컴퓨터와 짝을 이루는 간단한 비아벨 게이지 이론 내에서 시스템을 시뮬레이션할 수 있는 리소스 효율적인 양자 알고리즘을 개발했다.

 

IQC UW 물리학 및 천문학부의 박사후 연구원인 Jinglei Zhang "이러한 결과에서 우리에게 흥미로운 점은 이론이 훨씬 더 복잡해질 수 있다는 것이다."라고 말했다. "우리는 고전 컴퓨터의 능력을 넘어서는 고밀도에서 물질을 시뮬레이션하는 것을 고려할 수 있다."

 

양자 컴퓨터와 양자 알고리즘이 점점 더 강력해짐에 따라 과학자들은 이러한 더 복잡한 비아벨 게이지 이론(Non-Abelian gauge theories)의 물리학을 시뮬레이션하고 매혹적인 현상을 연구할 수 있는 능력을 얻게 될 것이다.

 

이 최신 혁신에 대한 논문이 Nature Communications에 게재되었다.

 

 
양자 컴퓨터, 바리온, 양자 알고리즘 관련기사목록
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
많이 본 기사