Quantum computing applications and simulations
Theory applications
Bij Fermilab werken we heel sterk aan quantumtheorie en -toepassingen. Kwantumtheorie is de sleutel tot het begrijpen van alles wat we doen in de wetenschap en technologie van kwantum. Theoretici bestuderen hoe we de kwantumwetenschap vooruit kunnen helpen en kwantumapparaten kunnen gebruiken om moeilijke kwantumproblemen op te lossen die zelfs de krachtigste supercomputers niet kunnen oplossen.
De kwantumcomputer is een goed abstract model voor het vastleggen van alle informatieverwerking die de natuur mogelijk maakt, inclusief die op het meest fundamentele niveau – subatomaire deeltjes en krachten. Theoretici van Fermilab willen de verbanden onderzoeken en verder ontwikkelen tussen de kwantumwetenschap en kwantumveldentheorieën, of QFT’s, die de basis vormen voor deeltjesfysica-studies. Met QFT’s kunnen theoretici verschijnselen in een breed scala van schalen beschrijven en berekenen, waaronder voorbeelden uit de theorie van de kwantumelektrodynamica, de effectieve veldtheorieën van de sterke en zwakke wisselwerking bij lage energieën, de ijkingstheorieën van het Standaardmodel van de deeltjesfysica, en mogelijke uitbreidingen voorbij het Standaardmodel. Wetenschappers onderzoeken ook benaderingen voor het verminderen van fouten in kwantumsimulaties van QFT’s met gebruikmaking van de technieken van effectieve veldentheorieën. Van bijzonder belang is de simulatie van kwantumchromodynamica, bekend als QCD. Zij willen de deskundigheid van Fermilab op het gebied van roosterberekeningen van QCD benutten om de kwantumsimulatie te verbeteren.