Сегодня 28 января 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 🔥
Google заплатит $135 млн за тайный сбор данных пользователей Android и больше не будет «шпионить» без спроса 46 мин.
Литовский маркетплейс рассекретил статуэтку по ремейку Assassin’s Creed IV: Black Flag — Ubisoft отреагировала мемом из GTA: San Andreas 51 мин.
Открытая игра без открытого мира: новые подробности амбициозного ролевого боевика Control Resonant от создателей Alan Wake 2 2 ч.
Microsoft улучшила бесшовный перенос приложений между Android и Windows 11 3 ч.
План «Б» для стареющего Linux: у сообщества появился план на случай ухода Линуса Торвальдса 3 ч.
Спустя почти год CD Projekt Red вернула карточную ролевую игру «Кровная вражда: Ведьмак. Истории» на iOS и Android 4 ч.
Google: хакеры до сих пор активно используют уже закрытую уязвимость WinRAR для взлома Windows 4 ч.
Настольный Microsoft Excel получил режим ИИ-агента — он сам заполняет таблицы, исправляет формулы и не только 4 ч.
Психологический триллер The Alighieri Circle: Dante’s Bloodline превратит «Божественную комедию» в симулятор ходьбы 4 ч.
Aluminium OS во всей красе: настольная версия Android показалась на видео и скриншотах 6 ч.
В 2025 году электромобили впервые обогнали по продажам автомобили с ДВС в Европе 54 мин.
Недорогая разработка японских учёных превратила смартфон в точный детектор радиации 2 ч.
В России начались продажи смартфонов Redmi Note 15 3 ч.
Идея полувековой давности вдохновила на реалистичный проект дата-центра на орбите 3 ч.
Обзоры AMD Ryzen 7 9850X3D — действительно самый быстрый игровой CPU, но разница с Ryzen 7 9800X3D минимальная 3 ч.
Подглядеть не получится: Samsung сделает уведомления на экране смартфона невидимыми для посторонних 3 ч.
TD Cowen: американские банки расхотели давать в долг Oracle из-за её сделок с OpenAI 3 ч.
Магазины в США начали убирать модули DDR5 и видеокарты из витринных ПК, потому что их теперь часто воруют 5 ч.
Oracle арендует ИИ ЦОД Project Jupiter в Нью-Мексико в интересах OpenAI Stargate 5 ч.
Мощность подключенных к энергосетям в России дата-центров и майнеров за год выросла на треть 6 ч.