Kvantecomputerapplikationer og -simuleringer
Theoretiske applikationer
På Fermilab har vi en meget stor indsats inden for kvanteteori og -applikationer. Kvanteteori er nøglen til at forstå alt, hvad vi foretager os inden for kvantevidenskab og -teknologi. Teoretikere undersøger, hvordan vi kan bringe kvantevidenskaben fremad og bruge kvanteapparater til at løse vanskelige kvanteproblemer, som ikke engang de kraftigste supercomputere kan løse.
Kvantedatacomputeren er en god abstrakt model til at indfange al informationsbehandling, som naturen tillader, herunder dem på det mest fundamentale niveau – subatomare partikler og kræfter. Fermilab-teoretikere sigter mod at udforske og videreudvikle forbindelserne mellem kvantevidenskab og kvantefeltteorier, eller QFT’er, som danner grundlaget for partikelfysikstudier. QFT’er gør det muligt for teoretikere at beskrive og beregne fænomener i en lang række skalaer, herunder eksempler fra teorien om kvanteelektrodynamik, de effektive feltteorier om den stærke og svage vekselvirkning ved lave energier, gauge-teorierne i partikelfysikkens standardmodel og mulige udvidelser ud over standardmodellen. Forskerne undersøger også metoder til at reducere fejl i kvantesimulering af QFT’er ved hjælp af teknikker fra effektive feltteorier. Af særlig interesse er simulering af kvantekromodynamik, kendt som QCD. De sigter mod at udnytte Fermilabs ekspertise inden for gitter QCD-beregninger til at informere og forbedre kvantesimulering.