Сегодня 01 сентября 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 🔥
Meta может начать использовать ИИ-модели Google и OpenAI в своих приложениях 17 ч.
Белый дом приказал вернуть ИИ-бота xAI Grok «как можно скорее» 19 ч.
Новая статья: Is This Seat Taken? — все когда-нибудь сядут. Рецензия 31-08 00:02
Meta без спроса заполонила свои соцсети ИИ-двойниками Тейлор Свифт, Скарлетт Йоханссон и других знаменитостей 30-08 17:59
Стартап Илона Маска обвинил бывшего сотрудника в краже секретов для OpenAI 30-08 14:19
xAI Илона Маска представила ИИ для программирования, который отвечает мгновенно 30-08 14:04
Тестирование крупного обновления Windows 11 25H2 вышло на финишный этап 30-08 11:45
ЕС всё же оштрафует Google за антиконкурентное поведение, но наказание будет скромным 30-08 10:43
Meta исправила методику обучения ИИ после скандала с неуместными разговорами с подростками 30-08 10:23
Кровавый геймплейный трейлер раскрыл дату выхода Bloodthief — ураганного слешера про ненасытного вампира 30-08 00:16
Новая статья: Шестиядерники за 10 тысяч рублей — сравнение и тесты 2 ч.
Новая статья: Обзор робота-пылесоса ILIFE V2: фокус на сухой уборке 3 ч.
AntGamer при поддержке AMD работает над игровым монитором с частотой 1000 Гц — его выход запланирован на 2026 год 5 ч.
Суперинтеллект против утилитарности: США и Китай выбрали разную стратегию в гонке ИИ, и кто победит, неясно 11 ч.
Alibaba разработала собственный ИИ-ускоритель для инференса 12 ч.
Очередная конференция Nvidia GTC пройдёт с 16 по 19 марта 2026 года 15 ч.
Samsung анонсировала 37-дюймовый монитор ViewFinity S8 с поддержкой 4K, USB Type-C на 90 Вт и встроенным KVM-переключателем 16 ч.
SK hynix серьёзно приблизилась к Samsung по величине выручки на рынке NAND во втором квартале 18 ч.
Samsung готова усилить собственные разработки ИИ-моделями с открытым исходным кодом 19 ч.
Samsung добавила ИИ-помощника Microsoft Copilot в свои новые телевизоры 20 ч.