Сегодня 13 мая 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → квантовые тайны

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
iPhone научатся дольше работать от батареи — Apple поручит ИИ управление питанием 4 ч.
Sony случайно «слила» трейлер с датой выхода Stellar Blade на ПК 5 ч.
Doom: The Dark Ages по ошибке вышла в Steam раньше времени, но не для всех 7 ч.
«Давайте нам деньги и вычислительные ресурсы и не путайтесь под ногами»: OpenAI и Microsoft пытаются договориться о продолжении сотрудничества на фоне роста амбиций стартапа 8 ч.
Календарь релизов — 12–18 мая: Doom: The Dark Ages, The Precinct и Preserve 8 ч.
Remedy анонсировала закрытое тестирование шутера FBC: Firebreak по мотивам Control — сроки, системные требования, доступный контент 8 ч.
Nvidia выпустила драйвер GeForce с поддержкой Doom: The Dark Ages 10 ч.
Вышла новая версия песочницы Kaspersky Research Sandbox 3.0 с расширенными возможностями для ИБ-специалистов 10 ч.
Смартфоны Honor 400 смогут анимировать фото с помощью ИИ-генератора от Google 11 ч.
Датамайнер рассекретил планы Rockstar на ремастеры GTA IV и Max Payne 3 11 ч.
Samsung представила сверхтонкий смартфон Galaxy S25 Edge за €1249: двойная камера, Snapdragon 8 Elite и батарея на 3900 мА·ч 2 ч.
Новая статья: Обзор робота-пылесоса Midea VCR S10 Plus: одноразовые мешки для сбора мусора, прощайте! 5 ч.
Google и Elementl реализуют в США три 600-МВт атомных проекта 7 ч.
Western Digital инвестирует в технологию вечного хранения данных на керамике Cerabyte 8 ч.
Оперативная память скоро подорожает: Samsung подняла контрактные цены на DRAM 10 ч.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» показал полярное сияние на Юпитере — в сотни раз ярче, чем на Земле 10 ч.
CoreWeave всего через несколько недель после IPO захотела взять в долг ещё $1,5 млрд 11 ч.
Облако.ру предлагает ИИ-системы, которые позволят запускать даже мощные ИИ-модели 11 ч.
Apple поднимет цены на iPhone, но пока не придумала, чем это объяснить 12 ч.
Акции техногигантов подскочили после приостановки тарифов между США и Китаем 12 ч.