Лаборатория Беркли занимается изучением физики элементарных частиц, наблюдая за столкновением высокоэнергетических частиц в лабораторных условиях, например, с помощью Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Ученые сравнивают теоретические расчеты этих столкновений с реальными результатами экспериментов, пишет Phys.org.

«Одна из главных сложностей такого рода вычислений в том, что мы хотим описать широкий диапазон энергий, — сказал Беньямин Нахман, один из исследователей. — Мы хотим описать процессы от самых высокоэнергетических до самых низкоэнергетических путем анализа соответствующих частиц, которые попадают в наш детектор».

Использование исключительно квантового компьютера для решения такого рода задач потребовало бы слишком большого количества кубитов — современные квантовые машины не располагают такими мощностями. Ученые могут проводить эти расчеты на классических компьютерах при помощи аппроксимаций, однако в таком случае из сферы внимания выпадают важные квантовые эффекты. Поэтому команда физиков решила разделить вычисления между разными системами, классической и квантовой. Квантовые расчеты велись на IBM Q, оперирующим сотней кубитов.

В дальнейшем ученые планируют добавить проблеме новые измерения, разбить ее на большее число компонентов и увеличить масштаб задачи. В конечном итоге они рассчитывают выполнять на квантовом компьютере такие вычисления, какие недоступны классическим.

Осенью прошлого года IBM представила новое поколение микросхем для квантовых вычислений. Процессор Eagle на 127 кубитов поддерживает интеграцию в прототипы квантовых компьютеров IBM и это первый квантовый процессор, результаты работы которого нельзя проверить классическим способом.