Сегодня 12 марта 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 рассказала, как улучшит производительность и автономность Android-смартфонов 59 мин.
Microsoft добавит «режим Xbox» на каждый компьютер с Windows 11 3 ч.
Valve отвергла обвинения властей Нью-Йорка в организации азартных игр и сравнила лутбоксы в Counter-Strike 2 c Лабубу 3 ч.
Две критические уязвимости Microsoft Office получили экстренные патчи 3 ч.
Nvidia выпустила Nemotron 3 Super 120B — открытую LLM для ИИ-агентов с пятикратным приростом скорости 4 ч.
Спустя 13 лет моддеры возродили отменённый мультиплеерный шутер Star Wars: First Assault, который должен был проложить дорогу Battlefront 3 4 ч.
Valve: 5863 игры в Steam заработали по $100 000 и больше за прошлый год 5 ч.
Meta запустила ИИ-защиту от фишинговых ссылок и дипфейков знаменитостей 5 ч.
Создатели Styx: Blades of Greed анонсировали Warhammer Blood Bowl — первый трейлер, демо в Steam и бесплатный апгрейд 5 ч.
Спидраннер наткнулся в Uncharted: Drake's Fortune на секрет, который скрывался от игроков почти 20 лет 7 ч.
Новая статья: Обзор GIGABYTE GAMING A16 PRO: самый доступный игровой ноутбук с графикой на 16 Гбайт 2 ч.
Xbox Project Helix получит ИИ-генератор кадров и рейтрейсинг нового поколения — девкиты выйдут в 2027 году 3 ч.
Intel представила мечту анонимов — чип Heracles для работы с зашифрованными данными без дешифровки 3 ч.
Valve рассказала, как будет проверять игры на совместимость с приставкой Steam Machine и VR-гарнитурой Steam Frame 4 ч.
Framework повысила цены на память и SSD для своих ноутбуков и ПК — в третий раз за четыре месяца 5 ч.
Телевизоры Hisense начали показывать неотключаемую рекламу даже при переключении входов и каналов 5 ч.
Apple продаст до конца года около 5 млн MacBook Neo, а будущий Neo 2 получит сенсорный экран 5 ч.
Nvidia бросит вызов Tesla и Waymo на рынке автопилота 8 ч.
Intel внезапно представила десктопные процессоры Core Ultra 200S Plus — ядер больше, память быстрее, а цена ниже 9 ч.
В жаркие дни ИИ ЦОД способны потреблять воды как весь Нью-Йорк за день 10 ч.