Aplicações e simulações de computação quântica
Aplicações teóricas
No Fermilab temos um esforço muito forte em teoria quântica e aplicações. A teoria quântica é a chave para entender tudo o que estamos fazendo na ciência e na tecnologia quântica. Os teóricos estão estudando como mover a ciência quântica adiante e usar dispositivos quânticos para resolver problemas quânticos difíceis que nem mesmo os supercomputadores mais poderosos conseguem resolver.
O computador quântico é um bom modelo abstrato para capturar todo o processamento de informação que a natureza permite, incluindo aqueles no nível mais fundamental – partículas e forças subatômicas. Os teóricos do Fermilab pretendem explorar e desenvolver ainda mais as conexões entre a ciência quântica e as teorias de campo quânticas, ou QFTs, que fornecem a base para os estudos de física de partículas. Os QFTs permitem aos teóricos descrever e computar fenômenos em uma vasta gama de escalas, incluindo exemplos da teoria da eletrodinâmica quântica, as teorias de campo eficazes das interações fortes e fracas em baixas energias, as teorias de medida do Modelo Padrão da física de partículas e possíveis extensões além do Modelo Padrão. Os cientistas também estão investigando abordagens para reduzir o erro na simulação quântica de QFTs usando as técnicas das teorias de campo efetivas. De particular interesse é a simulação de cromodinâmica quântica, conhecida como QCD. O objetivo deles é aproveitar a experiência de Fermilab em cálculos de QCD em malha para informar e melhorar a simulação quântica.