Сегодня 23 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 🔥
В России разрешат искать экстремистские материалы в интернете, но только учёным и правоохранителям 38 мин.
«Не все изменения окончательны»: разработчики Slay the Spire 2 отреагировали на панику фанатов из-за первого обновления баланса игры 2 ч.
Capcom заинтриговала фанатов Dragon’s Dogma 2 — на иллюстрации ко второй годовщине игры углядели тизер крупного DLC 3 ч.
Microsoft нашла виноватого в проблемах с доступом к диску C на ноутбуках Samsung, и это не обновление Windows 11 3 ч.
Марк Цукерберг создаёт ИИ-гендира: агента, который поможет ему руководить Meta 3 ч.
Samsung научила смартфоны Galaxy S26 передавать файлы на iPhone через AirDrop 3 ч.
Ошибочка вышла: разработчики Crimson Desert попались на использовании генеративного ИИ, но пообещали всё исправить 4 ч.
«Ждал этого пять лет»: ролевой экшен Minecraft Dungeons в духе Diablo всё же получит продолжение, причём уже скоро 6 ч.
Microsoft пообещала сделать Windows 11 «более расслабленной и спокойной» 14 ч.
Франция обвинила Илона Маска в завышении стоимости X и xAI дипфейками с обнажёнкой 22-03 13:05
DDoS нового уровня: Curator нейтрализовала длительную атаку в 2 Тбит/с на платформу онлайн-ставок 29 мин.
Обновлённый Xiaomi SU7 оказался популярнее предшественника — электромобиль уже собрал более 30 000 заказов 2 ч.
Сначала Kyber, потом Feynman: NVIDIA раскрыла планы по выпуску ИИ-решений до 2028 года 2 ч.
На фоне войны на Ближнем Востоке Samsung и SK hynix задумались о закупках гелия в США и России 3 ч.
Мини-ПК ASUS ExpertCenter PN55 получил чип AMD Ryzen AI 400 с ИИ-производительностью до 91 TOPS 3 ч.
ASRock Industrial выпустила компактную рабочую станцию AI Box-A395 на основе AMD Ryzen AI Max 3 ч.
Крепкие, но нежные руки: DHL расширяет услуги логистики для ИИ ЦОД 5 ч.
Samsung уже разрабатывает HBM5 — в ней будут даже 2-нм кристаллы 5 ч.
HPE представила узлы на базе NVIDIA Vera для платформы Cray Supercomputing GX5000 6 ч.
Doogee S300 Plus — сверхпрочный смартфон на Dimensity 8300 с 1 Тбайт памяти и программируемой Mini-LED-подсветкой 6 ч.