Kvantové výpočetní aplikace a simulace
Teoretické aplikace
Ve Fermilabu se velmi intenzivně věnujeme kvantové teorii a aplikacím. Kvantová teorie je klíčem k pochopení všeho, co děláme v oblasti kvantové vědy a techniky. Teoretici studují, jak posunout kvantovou vědu kupředu a využít kvantová zařízení k řešení obtížných kvantových problémů, které nedokážou vyřešit ani ty nejvýkonnější superpočítače.
Kvantový počítač je dobrý abstraktní model pro zachycení veškerého zpracování informací, které příroda umožňuje, včetně těch na nejzákladnější úrovni – subatomárních částic a sil. Cílem teoretiků z Fermilabu je zkoumat a dále rozvíjet spojení mezi kvantovou vědou a kvantovými teoriemi pole neboli QFT, které jsou základem pro studium částicové fyziky. QFT umožňují teoretikům popisovat a počítat jevy v obrovském rozsahu, včetně příkladů z teorie kvantové elektrodynamiky, efektivních teorií pole silné a slabé interakce při nízkých energiích, měřítkových teorií standardního modelu částicové fyziky a možných rozšíření nad rámec standardního modelu. Vědci také zkoumají přístupy ke snížení chyb v kvantové simulaci QFT pomocí technik efektivních teorií pole. Zvláště zajímavá je simulace kvantové chromodynamiky, známé jako QCD. Jejich cílem je využít odborné znalosti laboratoře Fermilab v oblasti výpočtů mřížkové QCD k informování a zlepšení kvantové simulace.
.