Сегодня 22 февраля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные впервые запустили модель Вселенной на уровне теории квантового поля — вышло примитивно, но похоже

При изучении мироздания современная наука дошла до квантовой теории поля. Все известные учёным элементарные частицы — это проявления квантовых полей, присущих каждой из них. При этом между этими проявлениями в виде частиц и античастиц происходят взаимодействия посредством множества сил, которые также представляют собой поля (электромагнитные, ядерные, гравитационные и другие). Смоделировать всё это — почти неподъёмная задача. Но учёные поняли, как её решать.

 Источник изображения: Harald Ritsch

Художественное представление «танца» элементарных частиц в двух измрениях. Источник изображения: Harald Ritsch

Двоичное представление данных, лежащее в основе алгоритмов классических и квантовых компьютеров, не позволяет создать модель Вселенной в полном объёме на её фундаментальном уровне. Слишком много факторов приходится учитывать, и вычисления быстро превышают любые аппаратные возможности. С квантовыми компьютерами задача может оказаться чуть проще, ведь они, по сути, симулируют квантовые явления и способны упростить моделирование квантовой теории поля по сравнению с классическими суперкомпьютерами. Однако даже им не хватает разрядности.

Решение заключается в том, что кубиты тоже могут быть многоуровневыми. Каждый кубит может быть представлен кутритом (в трёх состояниях), куквартом (в четырёх), куквинтом (в пяти) и так далее. В общем случае такие кубиты называются кудитами (qudit). В России, например, квантовые системы на кудитах разрабатываются почти с самого начала работы над квантовыми вычислительными платформами. Кудиты позволяют кодировать гораздо более сложное и многогранное поведение квантовых полей и их взаимодействий, чем обычные двоичные кубиты. Именно этим решили воспользоваться учёные из Австрии и Канады. В своей работе они использовали куквинты — кубиты с пятью отдельными состояниями.

Ещё в 2016 году в Университете Инсбрука было продемонстрировано моделирование пар частица-античастица. «В этой демонстрации мы упростили задачу, ограничив движение частиц одной прямой. Снятие этого ограничения — важный шаг на пути к использованию квантовых компьютеров для понимания фундаментальных взаимодействий частиц», — поясняют учёные. В новой работе была представлена первая квантовая симуляция в двух пространственных измерениях. Физически квантовая система для работы с кудитами была создана в Инсбруке, а алгоритм для моделирования разработали в Канаде.

«Помимо поведения частиц, теперь мы также видим магнитные поля между ними, которые могут существовать только в том случае, если частицы не ограничены в движении одной осью. Это приближает нас на важный шаг к изучению природы», — говорят исследователи. Однако это только первый шаг, ведь впереди — третье пространственное измерение и целый спектр других взаимодействий между частицами, помимо электромагнитного. Всё это также предстоит учесть в модели, чтобы точно воспроизвести нашу Вселенную на уровне квантовых полей.

Новая работа по квантовой электродинамике — это лишь начало. С добавлением всего нескольких дополнительных кубитов (кудитов) можно будет распространить текущие результаты не только на трёхмерные модели, но и на сильное ядерное взаимодействие, которое удерживает атомы вместе и содержит в себе многие из оставшихся загадок физики. «Мы воодушевлены потенциалом квантовых компьютеров в изучении этих увлекательных вопросов», — резюмируют учёные.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Reanimal — мастер-класс, но не без изъянов. Рецензия 10 ч.
Не только Cyberpunk 2077: на мощных Android-устройствах заработали AAA-игры для ПК, но с ограничениями 17 ч.
Apple создаёт локального ИИ-агента для iPhone, который сможет управлять приложениями за пользователя 20 ч.
Roblox обеспечила больше роста игровой индустрии, чем Steam, PlayStation и Fortnite вместе взятые 20 ч.
Платные подписчики YouTube Music начали слышать рекламу — Google пообещала разобраться 22 ч.
Microsoft: смена руководства в Xbox не повлечёт сокращений и закрытия студий 23 ч.
WhatsApp научится скрывать сообщения под спойлеры — прямо как другой популярный мессенджер 23 ч.
Фил Спенсер и президент Xbox Сара Бонд ушли из Microsoft — Microsoft Gaming возглавила специалист по ИИ 21-02 01:39
Новая статья: Mewgenics — девяти жизней может не хватить. Рецензия 21-02 00:04
«Гонка вооружений» в сфере ИИ бессмысленна — США и Китай преследуют совершенно разные цели 20-02 23:37
Phison E28 добрался до MSI: компания представила SSD с защитой от потери данных 2 ч.
Google готова помогать деньгами тем облачным провайдерам, которые используют её ускорители 2 ч.
Мартовский старт лунной миссии Artemis II оказался под угрозой срыва из-за обнаруженной технической проблемы 2 ч.
Игровая консоль Steam Deck оказалась в дефиците по всему миру 4 ч.
AMD подстрахует Crusoe, продаст ей свои чипы и сама же арендует их, если что-то пойдёт не так 10 ч.
Тайна «снеговиков» на краю Солнечной системы раскрыта спустя шесть лет 11 ч.
G42 из ОАЭ и Cerebras построят в Индии национальный ИИ-суперкомпьютер с царь-ускорителями WSE-3 19 ч.
Nautilus представила универсальный 4-МВт CDU 19 ч.
SpaceX создала систему мониторинга спутников ради безопасности орбиты — бесплатную для всех, но при одном условии 22 ч.
Anthropic обвалила акции CrowdStrike и Cloudflare, представив ИИ-багхантера Claude Code Security 24 ч.