第1个回答 2022-06-05
据 科技 日报11月15日报道，科学家首次在量子计算机上，成功模拟了基本量子粒子，也就是重子的特性。这条新闻一播出，就引起了全世界轰动。有专家甚至认为，这意味着人类顶尖 科技 向前迈进了一大步。这到底是什么情况呢？
所谓重子，其实就是指由三个夸克组成的复合粒子，比如最常见的是质子和中子，它们是构成原子核的成分。在现代物理学中，往往需要使用高能粒子加速器，也就是对撞机，让原子核之间高速碰撞，科学家们捕捉碰撞后的碎片，从而发现原子核的秘密，推动现代物理学发展。
如果没有加速器和对撞机，现代物理学几乎很难前进。在著名科幻小说《三体》中，三体星人就是依靠干扰人类的粒子对撞机，彻底封锁了人类量子物理学的发展，从而“锁死”了人类 科技 。
虽然这只是幻想，但是现实中，人类如今第一次实现了使用量子计算机来模拟质子、中子等粒子，那未来某一天，人类量子计算机可以模拟这些粒子之间的相互作用。
加拿大量子计算研究所的研究员克里斯蒂娜·穆斯克表示，未来的科学家们或许不再需要在加速器中让粒子相撞，而是直接在量子计算机上模拟这些相互作用，来 探索 宇宙大爆炸起源、量子物理学等等。
量子计算机跟普通的计算机不同，它是遵循量子力学规律，进行数学和逻辑运算的装置。它不是靠电路来模拟0和1，而是依靠量子态来存储信息，以量子动力学来传递信息。比如，光子的两个偏振方向、磁场中电子的两个自旋方向、原子的两个不同能级，都可以用来表示0和1。
这种计算机运用量子晶体管、量子效应器等零部件，完全突破了电子计算机的物理法则限制，理论算力是普通芯片的几百万倍。所以，使用量子计算机才可能实现对粒子的模拟。
不过现在人类的量子计算机还有一些难题没有突破，比如量子纠缠会对计算产生巨大的干扰，量子不可克隆，也导致无法实现数据复制和纠错功能。但是至少人类多了一个强大的手段，如果有一天真的遭遇外星人，也不至于被“锁死”物理学。