Aplicații și simulări ale calculului cuantic
Aplicații teoretice
La Fermilab avem un efort foarte puternic în teoria și aplicațiile cuantice. Teoria cuantică este cheia pentru a înțelege tot ceea ce facem în știința și tehnologia cuantică. Teoreticienii studiază cum să facă să avanseze știința cuantică și să folosească dispozitive cuantice pentru a rezolva probleme cuantice dificile pe care nici măcar cele mai puternice supercomputere nu le pot rezolva.
Computerul cuantic este un bun model abstract pentru a capta toate prelucrările de informații pe care le permite natura, inclusiv cele de la cel mai fundamental nivel – particule și forțe subatomice. Teoreticienii de la Fermilab urmăresc să exploreze și să dezvolte în continuare conexiunile dintre știința cuantică și teoriile cuantice ale câmpului, sau QFT, care constituie fundamentul studiilor de fizică a particulelor. QFT-urile permit teoreticienilor să descrie și să calculeze fenomene la o gamă vastă de scări, inclusiv exemple din teoria electrodinamicii cuantice, teoriile câmpului efectiv al interacțiunilor puternice și slabe la energii joase, teoriile gauge ale modelului standard al fizicii particulelor și posibilele extensii dincolo de modelul standard. Oamenii de știință investighează, de asemenea, abordări de reducere a erorilor în simularea cuantică a QFT-urilor folosind tehnicile teoriilor câmpurilor efective. De un interes deosebit este simularea cromodinamicii cuantice, cunoscută sub numele de QCD. Ei urmăresc să valorifice expertiza Fermilab în calculele QCD în rețea pentru a informa și îmbunătăți simularea cuantică.