Сегодня 12 июля 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 🔥
Симулятор выживания Once Human выйдет на консолях в конце августа — с поддержкой кроссплея и режимом 120 FPS 38 мин.
Еврокомиссия получит больше возможностей наказывать бигтехов за манипулирование пользователями 7 ч.
Meta напугала инвесторов избытком ИИ-мощностей, но в отрасли заявили об обратном 8 ч.
Глава OpenAI Сэм Альтман в очередной раз упрекнул Илона Маска в предвзятом отношении к своим успехам 16 ч.
Новая статья: Crushed in Time — растягивание удовольствия. Рецензия 22 ч.
У ИИ-модели OpenAI GPT-5.6 Sol нашли такие же уязвимости, как у Fable 5 11-07 18:16
После реорганизации из OpenAI ушёл глава отдела систем безопасности 11-07 15:36
Исследование: четверть постов в соцсетях длиной более 250 слов полностью сгенерированы ИИ 11-07 14:57
Microsoft пришлось объяснять, что уволенных из Xbox сотрудников не заменят гастарбайтерами 11-07 14:51
ИИ-подразделение Ant Group выпустило ИИ-модель для генерации интерактивных миров в реальном времени 11-07 14:43
Обновлённый стилус Apple Pencil получит заменяемую батарею и выйдет в 2027 году 39 мин.
Aruba IT купила ещё три ГЭС для питания своих ЦОД в Италии 8 ч.
Meta построит в Альберте свой первый канадский ЦОД и газовую электростанцию 8 ч.
Грядущий смартфон Hisense A10 с E Ink-экраном получит дополнительный ЖК-экран на магнитах 11 ч.
Власти США сняли ограничения с поставок ИИ-чипов в ОАЭ за заслуги последних перед американским отечеством 15 ч.
Основатель Nvidia Дженсен Хуанг примет участие в праздновании 30-летия Sega в Японии 15 ч.
Google научила квантовый процессор подстраивать себя во время работы — это путь к более сложным вычислениям 11-07 15:33
Siemens и FuelCell Energy совместно запитают ЦОД от топливных ячеек 11-07 14:57
SK hynix привлекла $26,5 млрд в ходе рекордного IPO в США 11-07 13:49
Samsung представила бренд OBLYX — под ним будут выпускаться OLED-панели для игровых ноутбуков 11-07 12:39