Сегодня 09 апреля 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 🔥
Апелляционный суд США постановил, что Anthropic представляет угрозу для цепочек поставок с точки зрения национальной безопасности 37 мин.
Meta вернулась в ИИгру: «Лаборатория суперинтеллекта» представила мощную нейросеть Muse Spark 6 ч.
No Man’s Sky спустя 10 лет после релиза превратилась в аналог «Покемонов» — трейлер и подробности обновления Xeno Arena 8 ч.
Разработчики Forza Horizon 6 показали полную карту Японии и шесть минут из взрывного вступления игры 10 ч.
Microsoft без объяснений заблокировала аккаунт VeraCrypt — выпуск обновлений популярного шифровальщика под Windows сорван 10 ч.
«Сломанная, скучная, безликая»: боевик Samson: A Tyndalston Story от создателя Just Cause разочаровал и критиков, и игроков 11 ч.
Valve, вероятно, разрабатывает SteamGPT — ИИ-поддержку для Steam 11 ч.
VK запустила подписку «VK Видео Премиум» для просмотра роликов без рекламы 11 ч.
Valve выпустила приложение Steam Link для Apple Vision Pro 11 ч.
«Былина» скоро станет явью — грандиозная экшен-RPG в мире славянских мифов получила дату выхода в Steam 12 ч.
Motorola подняла цены на свои бюджетные смартфоны вплоть до 50 % 15 мин.
Новая статья: Обзор ИБП Ippon Pacific II 2000 4 ч.
Новая статья: Космический карго-культ. Почему медиа приписывают космосу чужие заслуги? 6 ч.
Supermicro начала внутреннее расследование обстоятельств контрабанды подсанкционного ИИ-оборудования в Китай 6 ч.
Alibaba и China Telecom запустили ИИ-кластер на базе 10 тыс. ИИ-ускорителей Zhenwu 7 ч.
Неожиданный союзник: атомные батарейки ускорят появление термоядерных электростанций 7 ч.
В Microsoft продолжаются кадровые перестановки — глава подразделения разработчиков подала в отставку 7 ч.
AMD оценила Ryzen 9 9950X3D2 Dual Edition с двойным 3D V-Cache в $899 — продажи начнутся 22 апреля 10 ч.
«Я использую зверя, чтобы победить зверя»: американцы применяют нейросети для борьбы с ИИ ЦОД 10 ч.
Интерконнект UALink дорос до версии 2.0, хотя до сих пор не воплотился в «железе» — до NVLink ещё далеко 12 ч.