 |
(Nguồn: https://research.google/blog/a-new-hybrid-platform-for-quantum-simulation-of-magnetism/) |
Quantum simulation (mô phỏng lượng tử) là việc dùng một hệ lượng tử có thể kiểm soát được—như máy tính lượng tử hoặc thiết bị mô phỏng lượng tử—để mô phỏng hành vi của một hệ lượng tử khác.
Hai cách tiếp cận quantum simulation
- Mô phỏng lượng tử tương tự (Analog quantum simulation)
Dùng một hệ vật lý lượng tử thật (ion bẫy, nguyên tử siêu lạnh, photon…)
Điều chỉnh tham số để bắt chước trực tiếp hệ cần nghiên cứu
Cách mô phỏng này mạnh với các bài toán chuyên biệt, giống như dùng mô hình thu nhỏ để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
- Mô phỏng lượng tử số (Digital quantum simulation)
Dùng máy tính lượng tử lập trình được biểu diễn hệ bằng quantum circuit và quantum gates. Cách làm này linh hoạt, tổng quát hơn, nhưng đòi hỏi phần cứng tốt, giống như mô phỏng bằng phần mềm, nhưng chạy trên “phần cứng lượng tử”.
Một số ứng dụng của mô phỏng lượng tử
- Hóa học & phát triển thuốc
- Mô phỏng cấu trúc electron của phân tử
- Dự đoán năng lượng liên kết, trạng thái kích thích
- Hiểu cơ chế phản ứng và xúc tác
- Hỗ trợ thiết kế thuốc và vật liệu sinh học
Giúp giảm thử–sai trong phòng thí nghiệm và rút ngắn thời gian R&D.
- Vật liệu mới & năng lượng
- Nghiên cứu vật liệu siêu dẫn, vật liệu từ, vật liệu top
- Thiết kế pin, pin mặt trời, vật liệu lưu trữ năng lượng
- Hiểu cơ chế chuyển pha lượng tử
Mở đường cho vật liệu hiệu suất cao và năng lượng sạch.
- Công nghệ lượng tử & phần cứng
- Dùng để kiểm tra, hiệu chuẩn thiết bị lượng tử
- Đánh giá độ nhiễu, độ ổn định, lỗi
- Thiết kế quantum circuits và benchmark hệ thống
Tăng tốc phát triển phần cứng lượng tử.
Tài liệu tham khảo và đọc thêm
- https://www.spinquanta.com/news-detail/ultimate-guide-to-quantum-simulation
- https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.86.153
- https://www.bluequbit.io/blog/quantum-computing-simulators
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét