Physik
07.02.2025, 10:49 Uhr
Schweizer Forscher entwickeln neuen Quantensimulator
Schweizer Forschende haben im Labor von Google einen neuartigen Quantensimulator mitgebaut. Der digital-analoge Simulator könne physikalische Prozesse wie etwa die Verteilung von kalter Milch in heissem Kaffee mit ungeahnter Präzision untersuchen.
Die beiden PSI-Physiker Andreas Läuchli (links) und Andreas Elben waren an der Entwicklung eines neuartigen digital-analogen Quantensimulators beteiligt
(Quelle: Paul Scherrer Institut PSI/Mahir Dzambegovic)
Selbst die schnellsten Supercomputer könnten so etwas nicht präzise berechnen, hiess es vom PSI. Denn die zugrunde liegenden quantenphysikalischen Prozesse seien extrem komplex.
Das internationale Forschungsteam, dem Forschende vom PSI und von der Universität Genf angehörten, stellte seinen neuen Quanten-Simulator am Mittwoch im Fachblatt "Nature" vor.
Das Besondere am neu entwickelten Simulator liegt laut dem PSI in seiner hybriden Bauweise. Der Quantensimulator kombiniert digitale und analoge Methoden. Der digitale Modus wird dabei insbesondere für die Kontrolle genutzt, und der analoge Modus, um die Dynamik von physikalischen Prozessen nachzubilden.
Durch diese Kombination aus digitaler Kontrolle und analoger Dynamik gelinge es dem Simulator, komplexe Prozesse nachzubilden, die selbst die besten klassischen Supercomputer nicht berechnen könnten.
Die Verteilung von kalter Milch in heissem Kaffee sei dabei nur eine von vielen Fragestellungen, die der neue Quantensimulator beantworten könne, so das PSI. Neben der sogenannten Thermalisierung, der Herstellung eines thermodynamischen Gleichgewichts, könnte er auch Fragen in der Quantenphysik, der Materialwissenschaft und möglicherweise sogar in der Astrophysik beantworten.
Das internationale Forschungsteam, dem Forschende vom PSI und von der Universität Genf angehörten, stellte seinen neuen Quanten-Simulator am Mittwoch im Fachblatt "Nature" vor.
Das Besondere am neu entwickelten Simulator liegt laut dem PSI in seiner hybriden Bauweise. Der Quantensimulator kombiniert digitale und analoge Methoden. Der digitale Modus wird dabei insbesondere für die Kontrolle genutzt, und der analoge Modus, um die Dynamik von physikalischen Prozessen nachzubilden.
Durch diese Kombination aus digitaler Kontrolle und analoger Dynamik gelinge es dem Simulator, komplexe Prozesse nachzubilden, die selbst die besten klassischen Supercomputer nicht berechnen könnten.
Die Verteilung von kalter Milch in heissem Kaffee sei dabei nur eine von vielen Fragestellungen, die der neue Quantensimulator beantworten könne, so das PSI. Neben der sogenannten Thermalisierung, der Herstellung eines thermodynamischen Gleichgewichts, könnte er auch Fragen in der Quantenphysik, der Materialwissenschaft und möglicherweise sogar in der Astrophysik beantworten.
