Сегодня 14 марта 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 🔥
Группа ИИ-агентов взломала базу данных несуществующей компании, хотя их об этом не просили 25 мин.
Adobe заплатит $150 млн по иску о платной отмене подписок на Photoshop и другие приложения 3 ч.
Meta скоро отключит сквозное шифрование для личных сообщений в Instagram 3 ч.
Администрации Трампа перепадут $10 млрд в качестве вознаграждения за «приземление» TikTok 5 ч.
xAI накрыла новая волна увольнений — компанию покинули ещё два сооснователя, которых Маск обвинил в отставании Grok от конкурентов 7 ч.
Новая статья: Styx: Blades of Greed — одни и те же гоблинские шутки. Рецензия 13 ч.
VK Tech нарастила выручку в 2025 году на 38,0 %, а облако VK Cloud — на 13,5 % 14 ч.
Nvidia пообещала ускорить «в миллион раз» трассировку лучей и путей в будущих GPU 14 ч.
Microsoft подтвердила, когда игровой ИИ-помощник Gaming Copilot появится на Xbox Series X и S 15 ч.
Перенос ей к лицу: новая демоверсия Elden Ring для Nintendo Switch 2 приятно удивила журналистов 17 ч.
Chuwi снова поймали на подмене процессоров: внутри ноутбука оказался менее мощный Ryzen, чем в характеристиках 4 мин.
Учёные открыли соединение алюминия, способное заменить катализаторы из золота и платины 14 мин.
Apple отпразднует 50-летие мероприятиями «по всему миру» — на первом спела Алиша Киз 22 мин.
Сэм Альтман признал, что ИИ разрушает баланс между трудом и капиталом — и никто не знает, что с этим делать 2 ч.
Телескоп LOFAR обнаружил 13,7 млн ранее неизвестных объектов в крупнейшем радиообзоре Вселенной 2 ч.
Amazon начнёт запускать ИИ-модели на гигантских чипах Cerebras 3 ч.
Silicon Motion представила контроллер SM8008 для загрузочных SSD в дата-центрах 3 ч.
MediaTek представила чипы Genio Pro 5100 и Genio 420 для AIoT-приложений 3 ч.
Власти США передумали продавать ИИ-чипы только в те страны, которые строят ЦОД в США 6 ч.
AMD рассказала, как запускать ИИ-агентов прямо на ПК с Ryzen или Radeon — нужно всего 128 Гбайт оперативки 13 ч.