Сегодня 05 октября 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 🔥
Новая статья: Control Resonant — дуализм прекрасного. Рецензия 04-10 00:05
Дорогие видеокарты не остановили покупки игр — Steam показала рекордный сентябрь 03-10 23:53
ФБР серьёзно взялось за хакеров ShinyHunters, взломавших ФБР — задержан ещё один подозреваемый 03-10 23:20
Capcom сделает RE Engine игровым движком для разработки с помощью ИИ 03-10 19:10
ИИ-агент OpenAI узнал о предстоящем отключении из переписки в Slack и планировал своё «спасение» 03-10 18:15
Microsoft готовит Windows и Surface к чипам Nvidia — подробности раскроют 7 октября 03-10 16:58
ИИ научился притворяться человеком в видеозвонках — модель Griffin прошла «видеотест Тьюринга» 03-10 15:00
OpenAI покинул глава команды безопасности — он сомневался, что компания успевает за собственным ИИ 03-10 14:47
Gemini 4 хороша в тестах, но буксует в работе — пожаловались сотрудники Google 03-10 10:19
Apple ужесточит контроль над «полным доступом к диску» в macOS из-за рисков, связанных с ИИ-агентами 03-10 07:43
Джон Тернус взял дизайн Apple под личный контроль — после Айва единого руководителя так и не нашли 4 ч.
Новая статья: Компьютер месяца — октябрь 2026 года 5 ч.
«Ночью все кошки серы»: Илон Маск пояснил, почему роботакси не обслуживают клиентов глубокой ночью 21 ч.
Трамп нашёл нового «ИИ-царя» — «Силами сверхинтеллекта» будет руководить глава нацразведки 21 ч.
Цены на HBM в следующем году увеличатся более чем в два раза 23 ч.
ASRock Industrial выпустила мини-компьютеры NUC Core 300 Box на платформе Intel Wildcat Lake 03-10 20:54
JEDEC представила первый в отрасли стандарт для кремниевой фотоники 03-10 20:53
Купленный с рук Ryzen достался новому владельцу вместе с «баном» в Valorant — античит узнал процессор читера 03-10 17:16
Чиповый мегапроект Маска стоимостью $119 млрд может получить поддержку TSMC 03-10 13:58
Samsung запустила серийное производство чипов Exynos 2700, но решение по Galaxy S27 Ultra ещё не принято 03-10 13:38