Сегодня 29 мая 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 🔥
Fable всё-таки не выйдет в 2026 году — в том числе из-за GTA VI 7 мин.
Ролевая игра The Witch's Bakery подружит геймеров с общительной ведьмой-пекарем из Парижа — релиз намечен на август 2 ч.
Дополнение «Баллады прошлого» к The Witcher 3 станет «прологом» к будущему «Ведьмака» 2 ч.
Кроссовер с Clair Obscur, онлайн-кооператив и элементы 3D: инсайдеры поделились новыми подробностями ремейка Rayman Legends 3 ч.
Стартап Shift предложил бесплатную уборку домов ради обучения роботов 5 ч.
Project Lightwell: IBM и Red Hat предложили корпорациям скинуться на патчи безопасности для open source ПО и сами вложат $5 млрд 5 ч.
Фирма случайно спустила $500 млн на Anthropic Claude всего за месяц 5 ч.
В «Google Фото» появятся новые средства управления «Воспоминаниями» 7 ч.
Meta рассматривает выход на рынок облачных услуг 7 ч.
Ролевой экшен Grim Dawn спустя 10 лет после релиза получит самое масштабное дополнение Fangs of Asterkarn — дата релиза уже известна 8 ч.
Dell представила самый лёгкий ноутбук XPS — килограммовый XPS 13 c Intel Wildcat Lake и ценой от $599 8 мин.
Утечка показала iPhone 18 Pro в цвете «Тёмная вишня» — он может стать новым трендом для Android 12 мин.
ASRock выпустит видеокарту Radeon RX 9070 XT Taichi 10th Anniversary Edition по случаю 10-летия бренда Taichi 28 мин.
Acer показала портативную консоль Nitro Blaze Link для трансляции игр с ПК по Wi-Fi 31 мин.
Acer представила «доступный всем» игровой ноутбук Nitro 16 с Ryzen 9 9955HX3D и GeForce RTX 5070 Ti 38 мин.
Acer представила флагманский игровой ноутбук Predator Helios 18 с чипами Core Ultra 9 290HX и RTX 5090 54 мин.
Работа МКС будет продлена до 2030 года, даже если Россия уйдёт со станции 57 мин.
TSMC: чистая производительность чипов больше не главное — приоритетом стала энергоэффективность 2 ч.
MSI представила первый в мире игровой монитор с QD-OLED и тремя режимами — 4K@360 Гц, 2K@520 Гц и FHD@680 Гц 3 ч.
«Воронья слободка»: Joby, Archer и Vertical погрязли в судебных войнах и поставили под удар массовый запуск аэротакси 3 ч.