Сегодня 03 сентября 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 🔥
Акции Google резко подорожали после того, как компания увернулась от принудительной продажи Chrome 56 мин.
«С возвращением, Crazy Taxi»: стартовавший в раннем доступе симулятор CyberTaxi: Lunatic Nights напомнил игрокам о легендарной серии аркад 3 ч.
Легендарный шутер Quake III Arena стал доступен в браузерах — бесплатно, без регистраций, смс и рекламы 3 ч.
Россиянам перекроют доступ к Spotify Premium — сервис ужесточает правила 4 ч.
Импортозамещение продолжает оставаться основным драйвером IT-расходов в российских компаниях 4 ч.
ЕС продолжит строго регулировать технологическую отрасль, несмотря на угрозы Трампа 7 ч.
Cloudflare отразила самую мощную в истории DDoS-атаку — 11,5 Тбит/с в пике 7 ч.
SAP инвестирует более €20 млрд в суверенное облако для поддержки европейских клиентов 7 ч.
Инсайдер: амбициозная Resident Evil Requiem выйдет на Nintendo Switch 2 и даже PS4 7 ч.
ИИ-блокнот Google NotebookLM научился спорить сам с собой в формате аудиообзоров 8 ч.
Acer показала первый ноутбук на Intel Panther Lake — Swift 16 AI с гигантским тачпадом 37 мин.
Garmin представила смарт-часы Fenix 8 Pro с поддержкой сотовой и спутниковой связи, но есть нюанс 42 мин.
Прототип орбитального ЦОД Axiom Space и Red Hat для экспериментов с периферийными вычислениями прибыл на МКС 3 ч.
TSMC отвергла слухи, что Дженсен Хуанг пытался на неё надавить от имени Трампа 3 ч.
«К2 НейроТех» представил ПАК-AI 2.0 с увеличенной на 30 % производительностью 3 ч.
Acer представила OLED-монитор Predator X27U F8 с частотой до 720 Гц и мощный ноутбук Predator Helios 18P AI с RTX 5090 4 ч.
LG Display получила сертификат Perfect Reproduction для OLED-панелей четвёртого поколения 4 ч.
Acer представила новые геймерские мониторы Nitro — до 40 дюймов, до 5K и до 360 Гц 4 ч.
GlobalFoundries объявила о готовности к массовому развёртыванию решений в сфере кремниевой фотоники 4 ч.
Acer представила настольный ИИ-суперкомпьютер Veriton GN100 за $3999 на основе Nvidia GB10 Blackwell 5 ч.