新的基准有助于解决最难的量子问题

从亚原子粒子到复杂分子，量子系统是理解宇宙运作方式的关键。但有一个问题：当你试图模拟这些系统时，这种复杂性很快就会失控——想象一下，试图预测一大群人的行为，每个人都在不断影响其他人。把这些人变成量子粒子，你现在就面临着一个“量子多体问题”。

量子多体问题是为了预测大量相互作用的量子粒子的行为而做出的努力。解决这些问题可以推动化学和材料科学等领域的巨大进步，甚至推动量子计算机等新技术的发展。

但是，你放入的粒子越多，模拟它们的行为就越困难，尤其是当你寻找系统的基态或最低能量状态时。这很重要，因为基态告诉科学家哪些材料是稳定的，甚至可以揭示超导等奇异相。

每个问题都有一个解决方案：但是哪一个呢?

多年来，科学家一直依靠量子蒙特卡罗模拟和张量网络(变分波函数)等多种方法来近似解决这些问题。每种方法都有其优点和缺点，但很难知道哪种方法最适合哪个问题。到目前为止，还没有一种通用的方法来比较它们的准确性。

由 EPFL 的 Giuseppe Carleo 领导的大型科学家合作小组现已开发出一种名为“V 分数”的新基准来解决此问题。V 分数(“V”代表“变分准确度”)提供了一种一致的方式来比较不同量子方法在同一问题上的表现。V 分数可用于识别最难解决的量子系统，当前计算方法难以解决的系统，以及未来方法(如量子计算)可能具有优势的系统。