Сегодня 07 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft изменила структуру отчётности и теперь будет сообщать данные об облаке Azure, на которое приходится уже треть выручки 7 ч.
ИИ-агенты потребляют в пять раз больше токенов, чем люди, и это даёт преимущество дешёвым китайским моделям 16 ч.
Новая статья: WheelMates — без ветерка. Рецензия 06-09 00:08
Боевик Samson от создателя Just Cause выйдет на консолях до конца сентября после провального релиза на ПК 05-09 22:08
Амбициозная вампирская ролевая игра The Blood of Dawnwalker от ветеранов CD Projekt Red уже стала хитом продаж — миллион копий за два дня 05-09 19:42
Суд разрешил конкуренту X использовать слово твит и логотип птицы, но запретил имя Twitter 05-09 14:01
Windows 11 будет сообщать приложениям возраст пользователя 05-09 13:38
В поглощении Hugging Face компанией Nvidia оказалось много символизма — возможно, неслучайного 05-09 13:24
Спамеры стали использовать ASCII-подмену символов — раньше так взламывали ИИ 05-09 12:21
В независимом тестировании OpenAI GPT-6 Astra оказалась почти не лучше предшественницы 05-09 12:01
Новая статья: Компьютер месяца, спецвыпуск: выбираем мини-ПК для работы и развлечений в эпоху дефицита чипов памяти 15 мин.
CD переживают второе рождение — продажи компакт-дисков в США взлетели почти на 46 % 10 ч.
У Европы появилась своя частная ракета — Isar Aerospace со второй попытки вывела Spectrum на орбиту 10 ч.
В Китае разработан четвероногий робот-поводырь для незрячих людей 17 ч.
Xiaomi настолько уверена в своей тяговой батарее, что готова менять сгоревший из-за неё автомобиль на новый 17 ч.
Выручка Foxconn на крыльях ИИ-бума в августе выросла на 52 %, и это только начало, как считают в компании 18 ч.
AMD анонсировала рабочую станцию Threadripper Halo Station с Instinct MI350P для ИИ-задач 05-09 16:36
ASUS анонсировала ИИ-серверы на чипах Intel Xeon 6 и AMD EPYC 9006 05-09 16:28
В 2027 году Apple выпустит умную камеру, которая записывает только нужные события 05-09 12:41
Бюджетные Galaxy A помогут Samsung нарастить поставки, пока конкуренты сокращают производство на фоне роста цен на память 05-09 12:17