Сегодня 18 сентября 2025
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 🔥
Студия ветерана Blizzard анонсировала динамичный изометрический боевик Arkheron — смесь Diablo и королевской битвы 4 ч.
Даже авторы сценария The Wolf Among Us 2 не знают, что происходит с игрой 5 ч.
Nothing анонсировала OS 4.0 — интерфейс стал проще, а камера умнее 7 ч.
Paradox добавила возмутившие фанатов платные кланы в стандартное издание Vampire: The Masquerade — Bloodlines 2 и анонсировала два сюжетных DLC 8 ч.
Жертвы утечки данных Facebook через Cambridge Analytica начали получать выплаты от Цукерберга 8 ч.
В мессенджере Max начинаются «открытые» тесты каналов — создавать их разрешат блогерам из реестра РКН 8 ч.
В России выплатили первую зарплату в цифровых рублях 10 ч.
На официальном сайте Like a Dragon засветилась Yakuza Kiwami 3 — Ryu Ga Gotoku Studio готовит анонс ремейка Yakuza 3 10 ч.
Microsoft обратилась к ИИ от Anthropic для Visual Studio Code — OpenAI больше не в почёте 11 ч.
«Базис» выходит на рынок Бразилии 11 ч.
Новая статья: Обзор «золотого» блока питания GamerStorm PQ1000G (PQA00G-FD) с разъемом 12V-2x6 4 ч.
Глава NVIDIA разочарован запретом Китая на покупку RTX Pro 6000D, но все вопросы будут решаться на высшем уровне 4 ч.
Журналисты протестировали Apple Watch Series 11, Ultra 3 и SE 3 — всем нравится младшая модель 4 ч.
CoreWeave инвестирует ещё £1,5 млрд в британские ИИ ЦОД 5 ч.
Российский специалист по ремонту ПК-оборудования VIK-on выпустил DDR5-тестер для ноутбуков 5 ч.
Garmin выпустила смарт-часы Venu 4 — улучшенные функции, светодиодный фонарик и цена от $550 5 ч.
iPhone 17 Pro обласкали в первых обзорах: «значительное обновление, вызывающее восторг» 5 ч.
СМИ и блогеры протестировали iPhone Air: «ультратонкий смартфон не без компромиссов» 5 ч.
Вышли первые обзоры iPhone 17: «лучший вариант базовой модели за последние годы» 5 ч.
Patriot представила два PCIe 5.0 SSD: Viper PV563 среднего уровня и PA523 — начального 6 ч.