Сегодня 04 июля 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 🔥
Конец эпохи: Intel закрыла приложение Unison для синхронизации ПК и смартфонов 14 мин.
Минюст США убедил Google и Apple не блокировать TikTok, пообещав их не штрафовать 20 мин.
Destiny: Rising не заставит себя долго ждать — дата выхода и новый геймплейный трейлер 5 ч.
Anthem уйдёт в вечный офлайн — Electronic Arts скоро отключит серверы провального шутера 6 ч.
«Базальт СПО» представила в Китае российский ПАК с китайскими чипами Loongson 7 ч.
Петиция «Прекратите убивать игры» набрала миллион подписей для рассмотрения в Евросоюзе, но борьба ещё не окончена 7 ч.
Аналитики раскрыли продажи Death Stranding 2: On the Beach — игра уже стала хитом на PlayStation 5 9 ч.
Windows 11 становится всё популярнее среди геймеров — на неё переходят не только с Windows 10 9 ч.
Новый шутер от соавтора Doom Джона Ромеро оказался под угрозой — из-за увольнений в Microsoft студия осталась без денег и сотрудников 10 ч.
39 млн записей с персональными данными россиян утекло за первое полугодие 12 ч.
E Ink придумала встроить в тачпад ноутбука экран на электронных чернилах — для общения с ИИ и не только 4 ч.
Новая статья: ИИтоги июня 2025 г.: ой, да было бы что заменять! 5 ч.
Transcend выпустила свой самый быстрый SSD для ПК — MTE260S со скоростью до 14 000 Мбайт/с 7 ч.
«Большой прекрасный закон» Трампа сулит тёмные времена солнечной энергетике США 7 ч.
Nothing Phone (3) для Индии получил более ёмкую батарею, чем для США и Европы 7 ч.
Дело о растрате 6 млрд рублей при создании «планшета Чубайса» дошло до суда 7 ч.
Tesla подтвердила падение спроса на Cybertruck до 5000 единиц в квартал — на порядок ниже изначального плана 8 ч.
Nvidia сегодня может отобрать у Apple звание самой дорогой компании в истории 8 ч.
В России поступили в продажу беспроводные наушники Realme Buds T200x, Buds T200 Lite и Buds Air7 — от 1699 рублей 9 ч.
Pebble выпустила умное-кольцо Halo Smart Ring, которое умеет показывать время и стоит менее $100 9 ч.