Сегодня 18 апреля 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 🔥
Новая статья: Darwin’s Paradox! — платформер с душой и щупальцами. Рецензия 21 мин.
«Выглядит намного лучше, чем раньше»: три минуты «чистого геймплея» Heroes of Might & Magic: Olden Era воодушевили фанатов перед ранним доступом 3 ч.
Тизер нового компаньона в дополнении «Неисчислимый музеон» разочаровал фанатов Warhammer 40,000: Rogue Trader 4 ч.
Anthropic выпустила Claude Design — дизайнерский ИИ для тех, кто в дизайне ничего не понимает 5 ч.
Инсайдер: в Game Pass может появиться тариф с доступом только к эксклюзивам Xbox, а будущее Call of Duty в сервисе под вопросом 5 ч.
Глава Nvidia: у Китая уже есть всё, что нужно для обучения ИИ уровня Claude Mythos 6 ч.
Google рассказала, как правильно разрабатывать приложения для Android с помощью ИИ 7 ч.
Хардкорный шутер Road to Vostok от финского разработчика-одиночки стал хитом раннего доступа Steam — 200 тысяч копий менее чем за две недели 7 ч.
Steam запустили на Nintendo Switch 7 ч.
Apple исправит ошибку с блокировкой iPhone из-за чешского спецсимвола 7 ч.
Храним здесь, запускаем там: OCI и AWS подружили свои облачные сети 53 мин.
ИИ-стартап Cerebras поставит OpenAI ускорители ещё на $20 млрд 2 ч.
В США втихую запустили крупнейшую ветряную электростанцию — оператор опасался реакции Трампа 5 ч.
До 4 Тбайт китайской флеш-памяти со скоростью до 12 000 Мбайт/с — YMTC выпустила SSD Zhitai TiPlus 9100 5 ч.
Европейские стартапы обещают обогнать ИИ-чипы Nvidia по эффективности в 100 раз — но им не хватает денег и фабрик 5 ч.
Asus уточнила, какие блоки питания получат кабель ROG Equalizer 12V-2x6 с защитой от выгорания — это будет не бесплатно 7 ч.
«Теплозащитный экран выглядел великолепно»: астронавты Artemis II осмотрели капсулу после возвращения на Землю 7 ч.
OpenAI получит долю в конкуренте Nvidia в сфере ИИ-чипов 7 ч.
Строительство новых ЦОД забуксовало и это может затормозить всю отрасль ИИ 8 ч.
Apple распродала все запасы MacBook Neo — свежие заказы придут не раньше мая 9 ч.