Applications et simulations de calcul quantique
Applications de la théorie
Au Fermilab, nous avons un très fort effort sur la théorie et les applications quantiques. La théorie quantique est la clé pour comprendre tout ce que nous faisons dans la science et la technologie du quantique. Les théoriciens étudient comment faire avancer la science quantique et utiliser des dispositifs quantiques pour résoudre des problèmes quantiques difficiles que même les superordinateurs les plus puissants ne peuvent pas résoudre.
L’ordinateur quantique est un bon modèle abstrait pour capturer tous les traitements de l’information que la nature permet, y compris ceux au niveau le plus fondamental – les particules et les forces subatomiques. Les théoriciens du Fermilab visent à explorer et à développer davantage les connexions entre la science quantique et les théories quantiques des champs, ou QFT, qui constituent le fondement des études de physique des particules. Les QFT permettent aux théoriciens de décrire et de calculer des phénomènes dans une vaste gamme d’échelles, y compris des exemples de la théorie de l’électrodynamique quantique, des théories des champs effectifs des interactions forte et faible à basse énergie, des théories de jauge du modèle standard de la physique des particules, et des extensions possibles au-delà du modèle standard. Les scientifiques étudient également des approches visant à réduire les erreurs dans la simulation quantique des QFT en utilisant les techniques des théories des champs effectifs. La simulation de la chromodynamique quantique, connue sous le nom de QCD, présente un intérêt particulier. Ils visent à tirer parti de l’expertise de Fermilab dans les calculs de QCD en treillis pour informer et améliorer la simulation quantique.