Сегодня 18 февраля 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 🔥
В США заподозрили Lenovo в шпионаже за американцами через рекламные трекеры 3 ч.
Lenovo обвинили в массовой передаче данных американцев в Китай 9 ч.
Меньше галлюцинаций и миллионный контекст: Anthropic представила Sonnet 4.6 и она уже доступна бесплатно в Claude 10 ч.
Activision подтвердила дату смерти Call of Duty: Warzone Mobile — игру закроют спустя всего два года после запуска 11 ч.
Unity пообещала ИИ, который позволит создавать игры по текстовому описанию — вообще без программирования 13 ч.
Хакеры применили поддельные страницы CAPTCHA для распространения вирусов для Windows 13 ч.
Российский бизнес распробовал ИИ от Яндекса — потребление токенов за год выросло всемеро 13 ч.
Microsoft подтвердила релиз Kingdom Come: Deliverance 2 в Game Pass, а скоро в подписку добавят полное издание The Witcher 3: Wild Hunt 14 ч.
Microsoft обвинили в незаконном сборе голосовых данных в Teams в течение пяти лет 15 ч.
В ChatGPT появился «Режим блокировки» и маркировка повышенного риска для защиты важных данных 15 ч.
SpaceX примет участие в конкурсе Пентагона на создание технологии голосового управления роем боевых дронов 2 ч.
Apple готовится представить видеодомофон с Face ID и интеграцией с умным замком 4 ч.
Meta закупит миллионы ИИ-чипов у Nvidia, включая центральные процессоры 4 ч.
Новая статья: Обзор блока питания Formula V Line FV-1000PM 7 ч.
Следующая Google I/O пройдёт 19–20 мая — ожидаются анонсы, связанные с Gemini, Android и не только 8 ч.
Что-то на богатом: Dreame показала роскошный смартфон Aurora в золоте и драгоценных камнях 8 ч.
Новая статья: Обзор сервера iRU Rock G2212IG6 на базе Intel Xeon 6 9 ч.
Siri научат «видеть» мир: Apple форсирует разработку очков, кулона и AirPods со встроенными камерами 9 ч.
Tecno представила смартфоны Camon 50 и 50 Pro с чипами Helio G200, 50-Мп камерами и батареями на 6150 мА⋅ч 9 ч.
Китай вывел гуманоидных роботов на сцену главного новогоднего шоу страны — они показали своё кунг-фу 13 ч.