Сегодня 14 ноября 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 🔥
NVIDIA вновь впереди всех в новом раунде MLPerf Training v5.1 2 ч.
Новая статья: В шаговой доступности: как быстро найти бесплатный Wi-Fi в России 4 ч.
Google научила NotebookLM проводить «глубокие исследования», работать с Microsoft Word и «Google Таблицами» 4 ч.
В браузере Firefox появится прозрачное «Окно с ИИ» со чат-ботом и умным помощником 4 ч.
Google представила геймерского ИИ-агента SIMA 2 — он умеет проходить незнакомые игры 6 ч.
AMD выпустила драйвер Radeon с поддержкой Ryzen 5 7500X3D, а также игр Call of Duty: Black Ops 7, Anno 117: Pax Romana и ARC Raiders 7 ч.
Google грозит новый штраф в ЕС — на этот раз из-за неправильной борьбы со спамом 9 ч.
ИИ Google пробежится по рождественским распродажам за пользователя — сам выберет, сам закажет… и сам воспользуется? 9 ч.
Власти Франции полностью сняли с главы Telegram Павла Дурова запрет на выезд из страны 10 ч.
Анонсирована третья экранизация Death Stranding — мультсериал Death Stranding Isolations с новой историей и смелой анимацией 10 ч.
Tesla отзывает более 10 000 домашних аккумуляторов Powerwall 2 — они могут спалить дом из-за дефектных элементов 5 ч.
Baidu анонсировала суверенные ИИ-ускорители Kunlun M100 и M300 для инференса и обучения 6 ч.
Вышла глобальная версия смартфона OnePlus 15 – цена от $900 7 ч.
Steam Machine превратится в «Куб-Компаньон» из игр Portal — Dbrand представила скин для грядущей приставки 7 ч.
Китай испытал самого большого в мире воздушного змея для добычи электричества из подъёмной силы ветра 7 ч.
Google инвестирует €5,5 млрд в дата-центры в Германии 10 ч.
Ретро-консоль Analogue 3D с поддержкой 4K и картриджей Nintendo 64 наконец поступит в продажу на следующей неделе 10 ч.
Меж болот и прерий: Meta начала строительство юбилейного 30-го дата-центра за $1 млрд 10 ч.
DJI выпустила селфи-дрон Neo 2 за €239 на глобальный рынок, но не в США 10 ч.
1024 ядра, 6 ГГц и 48 Тбайт DDR5-17600: Tachyum обновила характеристики несуществующего процессора Prodigy 11 ч.