Сегодня 06 сентября 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 🔥
Warner Bros. подала в суд на Midjourney: сервис слишком хорошо генерирует Бэтменов и Суперменов 52 мин.
Anthropic согласилась выплатить $1,5 млрд по иску об авторских правах 4 ч.
OpenAI в ближайшие несколько лет потратит на свою инфраструктуру $115 млрд 5 ч.
Новая статья: Shinobi: Art of Vengeance — молчаливый и опасный. Рецензия 13 ч.
«Нам есть что рассказать»: глава MachineGames подтвердил планы на Wolfenstein 3 15 ч.
Microsoft Copilot научился создавать сводки по файлам и документам из облака OneDrive 17 ч.
«Красиво, страшно, залипательно»: хоррор Cronos: The New Dawn от авторов ремейка Silent Hill 2 стартовал в Steam с «очень положительными» обзорами 17 ч.
VI Форум «Мой бизнес» в Архангельске: малый бизнес, цифровизация и новые правила 18 ч.
После выхода Hollow Knight: Silksong самой желанной игрой пользователей Steam стала скандальная Subnautica 2 19 ч.
Apple обвинили в нарушении патентов на технологию «Привет, Siri» 19 ч.
Частоту сердечного ритма измерили Wi-Fi-сигналом 49 мин.
Очередной запуск спутников SpaceX Starlink ознаменовался 500-й посадкой первой ступени ракеты Falcon 9 2 ч.
Motorola представила смартофн Edge 60 Neo с батареей на 5000 мА·ч и защитой IP69 5 ч.
Специалисты iFixit оценили Google Pixel 10 средним баллом за ремонтопригодность 5 ч.
Google тайком удалила обещание стать углеродно-нейтральной к 2030 году — всему виной аппетиты ИИ 12 ч.
Европа оштрафовала Google почти на €3 млрд за злоупотребления на рекламном рынке 12 ч.
Karri Messenger позволит детям безопасно общаться с родителями и друзьями при помощи голосовых сообщений 16 ч.
Qualcomm и BMW представили систему автономного вождения, которую будут продавать на сторону 17 ч.
Huawei заняла почти половину мирового рынка складных смартфонов — Samsung даже не вторая по популярности 17 ч.
На IFA 2025 показали пауэрбанк, который работает даже с пробитой батареей 19 ч.