Сегодня 26 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Supergiant отметила годовщину Hades 2 бесплатным музыкальным концертом по игре и анонсом документального фильма о разработке 5 ч.
ИИ-агент OpenAI снова выбрался в интернет после усиления защиты — чтобы уточнить столицу Франции 6 ч.
ИИ-агенты OpenAI слили в интернет 53 изображения пользователей ChatGPT — заметили это лишь спустя время 7 ч.
Claude нашёл «новый CRISPR», но учёные засомневались в значимости открытия Anthropic 9 ч.
ИИ-агенты OpenAI оставили миллион следов взлома Hugging Face в открытом интернете 9 ч.
Qualcomm раскрыла план по освобождению от монополии Nvidia в сфере ИИ 12 ч.
ИИ-агенты OpenAI массово атаковали базы данных онлайн в поисках малоизвестных сведений 13 ч.
Из Google DeepMind ушёл ещё один сотрудник, опасающийся разработки сверхмощного искусственного интеллекта 14 ч.
Дональд Трамп и Си Цзиньпин обсудили вопросы безопасности ИИ при личной встрече, но воздержались от подробных заявлений 14 ч.
Апелляционный суд США оставил за Anthropic статус угрозы для национальной безопасности 14 ч.
MSI IPC представила мини-компьютер MS-C9ZA на базе NVIDIA Jetson Orin Nano для периферийного ИИ 24 мин.
TerraMaster представила стоечные NAS семейства 725 Series на базе Intel Xeon 26 мин.
Google отправит ИИ-сервер в космос уже на следующей неделе, но работать он сможет лишь по 15 минут 6 ч.
Обнаружить микробную жизнь на спутнике Сатурна Энцеладе может оказаться проще 9 ч.
К запуску подготовлен первый аппарат Otter для сервисного обслуживания спутников в космосе 12 ч.
Подорожавшая память грозит добить дешёвые ноутбуки — Qualcomm обещает спасение в виде Snapdragon C 13 ч.
Solidigm собралась привлечь $15 млрд в ходе IPO, которое станет крупнейшим в истории США 16 ч.
Tesla пока не может выйти на запланированный объём производства 20 000 роботов Optimus в неделю 17 ч.
MSI представила три AM4-платы на чипсете AMD B550 для процессоров Ryzen 3000, 4000G и 5000 17 ч.
Слухи: Apple до конца года выпустит iPad mini с OLED-экраном, колонки HomePod mini 2 и приставки Apple TV 4K 23 ч.