在量子物理的世界中，微小粒子以超乎想像的方式相互作用，這種複雜動力學通常需要依賴超級計算機進行高昂且耗時的模擬。紐約州立大學水牛城分校（University at Buffalo, SUNY Buffalo）的研究團隊，成功將截斷維根近似（Truncated Wigner Approximation，TWA）方法拓展至包含開放量子系統的情境，使得複雜量子系統的模擬可於普通筆記型電腦上高效完成，顯著降低計算成本。
TWA是一種半經典的量子動力學近似方法，能保有量子行為的主要特徵，同時捨棄對整體結果影響較小的細節，使計算大幅簡化。本次團隊將該方法應用於粒子受外力影響並向環境釋放能量的複雜量子系統，提升了TWA的適用範圍。研究結果已發表於頂尖期刊《PRX Quantum》。
團隊領軍物理學助理教授Jamir Marino表示：「我們的技術降低了模擬的時間與計算成本，使得大量看似複雜的量子問題能迅速求解，將超級計算資源集中於極度複雜的系統。」Marino教授最初於德國約翰·古騰堡大學發起此研究，並與兩位前學生共同將理論推向實際應用。
此項突破將促進量子材料設計、奈米電子與量子感測領域的發展，並推動量子資訊科學的前沿探究。未來，該方法或可成為量子動力學模擬的標準工具，降低研究門檻，擴大科技應用的實際規模與影響力。
- Quantum simulations that once needed supercomputers now run on laptops
- Quantum dynamics on your laptop? New technique moves us closer
（首圖來源：紐約州立大學水牛城分校）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
