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  • 1 # 飛賊克斯和康德馬特

    現在還不能,但是科學家寄希望於未來,如果量子計算機取得突破,那麼面對物理學中令人頭疼的多體問題,或許是一條解決途徑。

    我們且先來看量子計算機的計算能力到底有多強。我們現在普通家用的計算機,採用的英特爾I7處理器的話,那麼每秒計算次數約30億次,類似的計算能力需要多少位元的量子計算機呢?僅僅需要26位元左右!放到我們現在最先進的臺式計算機要計算數萬年的東西,也許在量子計算機上不過一秒。雖然目前量子計算機的能力還非常有限,但是我們要以發展的眼光看新生事物。要知道,當年第一臺晶體計算機誕生的時候,足足有三層樓那麼大空間,但是如今任何一臺智慧手機都可以秒殺它!我們的世界正在高速發展,量子計算機的發展也會不斷加速,未來或許我們的手機就足以相當於一臺高階量子計算機。

    再來看多體物理問題。這是困擾物理學家多年的難題,理論上單體問題很簡單,可以質點化,用理想模型來描述。二體問題,可以質心化,變成單體問題來解決。三體問題,就比較麻煩的,即使在牛頓力學框架下,三體問題也是沒有嚴格的數學解析解的。但是可以計算機數值模擬。到了我們的微觀固體物理世界,我們需要面臨的將是10的23次方個原子數目這樣的量級,如果仍然考慮單個原子和單個原子之間的相互作用的話,加上它們之間是量子力學形式的,誰也解不出來。我們目前的理論數值計算,大概也就能承受幾十個到幾百個原子數目,再多,計算量就指數增加,幾乎沒有可能了。這是為何寄希望於量子計算機的原因。

    但是,我們也該從物理的基本原理上,清醒地認識到“層展現象”,每一個不同尺度和不同數目單位下的系統,所展現的物理現象是可以完全不同的。簡單把每個原子都用它們的薛定諤方程來描述,即使把一群原子都數值計算得到結果,也未必會是其宏觀物理的體現。從這個意義上來說,因為微觀上原子相互作用是量子化的,或許量子計算機的計算結果更加“真實”一些,如果它真有那麼靠譜的話。

  • 2 # 晴月浩新雪

    不能。多體問題是典型初值敏感的混沌問題。量子計算本身對這類計算中保留無限精度的初始值和中間結果是無能為力的。所以,我的理解是按目前定義下的量子計算,應該理論上永遠都不可能徹底解決多體問題。

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