Aplicaciones y simulaciones de computación cuántica
Aplicaciones de teoría
En el Fermilab tenemos un esfuerzo muy fuerte en teoría y aplicaciones cuánticas. La teoría cuántica es la clave para entender todo lo que estamos haciendo en la ciencia y la tecnología de la cuántica. Los teóricos estudian cómo hacer avanzar la ciencia cuántica y utilizar dispositivos cuánticos para resolver difíciles problemas cuánticos que ni siquiera los superordenadores más potentes pueden resolver.
El ordenador cuántico es un buen modelo abstracto para capturar todo el procesamiento de información que permite la naturaleza, incluidos los del nivel más fundamental: las partículas y fuerzas subatómicas. Los teóricos del Fermilab pretenden explorar y seguir desarrollando las conexiones entre la ciencia cuántica y las teorías cuánticas de campos, o QFT, que constituyen la base de los estudios de la física de partículas. Las QFT permiten a los teóricos describir y calcular fenómenos en una amplia gama de escalas, incluyendo ejemplos de la teoría de la electrodinámica cuántica, las teorías de campo efectivo de las interacciones fuerte y débil a bajas energías, las teorías gauge del Modelo Estándar de la física de partículas y posibles extensiones más allá del Modelo Estándar. Los científicos también están investigando enfoques para reducir el error en la simulación cuántica de las QFT utilizando las técnicas de las teorías de campo efectivo. De especial interés es la simulación de la cromodinámica cuántica, conocida como QCD. Su objetivo es aprovechar la experiencia del Fermilab en los cálculos de la QCD de celosía para informar y mejorar la simulación cuántica.