Сегодня 25 октября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Основатель Twitter представил голосовой ИИ, обученный с нуля только на человеческой речи 14 ч.
«Цунами уязвимостей» надвигается: эксперты предупредили, что дальше будет только хуже, но потом станет лучше 16 ч.
OpenAI возобновила обучение ИИ-моделей, но не пускает их в интернет 17 ч.
DeepSeek и MiniMax получили право разворачивать свои ИИ-модели за пределами Китая 21 ч.
Xbox лишилась первого операционного директора спустя всего несколько месяцев после назначения 22 ч.
Новая статья: Forever Ago — вместо письма. Рецензия 24-10 00:08
Google разрешила себе использовать личную информацию из Gmail и «Фото» при показе рекламы 24-10 00:01
Галактическая холодная война, наследие Шепарда и матриарх Лиара: блогер рассказал, чего лишились игроки из-за отмены Mass Effect: Universe 23-10 20:39
Студия разработчиков Marvel’s Blade, Deathloop и Dishonored оказалась под угрозой закрытия — на поиск покупателя у Arkane осталось три недели 23-10 19:29
iPod исполнилось 25 лет — сегодня легендарный плеер появился в Apple Music с нарезкой из 1029 песнями 23-10 18:18
Дефицит флеш-памяти привёл к скачку стоимости SSD на 303 % за год 4 ч.
Дженсен Хуанг стал предводителем робоутят — и теперь все хотят быть как Хуанг 11 ч.
Supermicro представила стойку с 256 процессорами NVIDIA Vera на жидкостном охлаждении 12 ч.
В Швеции появился суперкомпьютер Sferical One на базе NVIDIA DGX GB300 12 ч.
Запущен суперкомпьютер Daedalus — самая мощная НРС-система Греции 12 ч.
Infineon и NVIDIA разработают технологию питания на основе GaN для стоек на 800 В 12 ч.
NASA переписало план возвращения на Луну: высадить астронавтов планируют в 2028 году 14 ч.
Мировые затраты на строительство ЦОД уже в этом году достигнут $1 трлн, а в 2028 году более чем удвоятся до $2,1 трлн 19 ч.
Основатель Nvidia Дженсен Хуанг впервые побывал в Казахстане, высоко оценив технологический потенциал страны 20 ч.
Как во времена первых «Айфонов»: старт продаж iPhone Duo собрал у магазинов Apple большие очереди 24-10 01:19