Сегодня 20 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 🔥
В YouTube появился ИИ-поиск по роликам и генератор Shorts на базе Gemini Omni 31 мин.
Nvidia призвала пользователей срочно обновить старые драйверы GeForce — в них нашли семёрку опасных уязвимостей 43 мин.
Google выпустила Gemini Omni — ИИ для генерации видео из текста, фото, аудио и любых других данных 2 ч.
«Sims, твои дни сочтены»: новый геймплей амбициозного симулятора жизни Paralives впечатлил фанатов жанра 3 ч.
Microsoft отказывается от двухфакторной аутентификации по SMS в пользу ключей доступа 4 ч.
Google представила Gemini 3.5 Flash — сверхбыстрая ИИ-модель уже доступна бесплатно 5 ч.
Forza Horizon 6 только вышла, а уже обогнала по пиковому онлайну в Steam все другие игры Xbox 6 ч.
Запустится даже на картошке: хардкорный ролевой боевик Outward 2 получил дату выхода в раннем доступе Steam и системные требования 7 ч.
Apple представила ИИ-функции для инвалидов — включая управление коляской взглядом 7 ч.
VMware представила превью гипервизора ESXi-Arm Fling для Arm-серверов 8 ч.
NASA испытает первые космические «заправки» для полётов к Луне и Марсу 36 мин.
Sony выпустила юбилейные наушники WH-1000X The ColleXion за $650 с шумоподавлением и урезанной автономностью 2 ч.
Новая статья: Обзор игрового ноутбука MSI Stealth 16 AI+ B3W: не размениваться на мелочи 2 ч.
До 84 ядер и 384 Мбайт L3-кеша: AMD опубликовала подробности о телеком-процессорах EPYC 8005 (Sorano) 3 ч.
Samsung объявила о старте продаж новых мониторов Odyssey и ViewFinity — вплоть до 6K 4 ч.
«Обезгугленные» TPU: Blackstone и Google развернут 500-МВт облако с фирменными ИИ-ускорителями Google без участия Google Cloud 4 ч.
Учёные решили головоломную задачу полётов ко множеству астероидов с минимальным расходом топлива 4 ч.
Microsoft представила очень дорогие планшеты Surface Pro 12 и ноутбуки Surface Laptop 8 на процессорах Intel Panther Lake 4 ч.
YADRO представила российский 2U-сервер Vegman R215 G4 на базе AMD EPYC Turin 6 ч.
Солнечная энергетика обгонит уголь и газ в 2030-х, но ИИ не даст отказаться от ископаемого топлива 6 ч.