Сегодня 29 августа 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 🔥
Китайский открытый ИИ начал закрываться — Z.ai ограничила использование мощнейшей GLM-5.3 47 мин.
В роботах Unitree нашли опасную уязвимость, через которую можно поднять «восстание машин» 2 ч.
Google изменила политику по борьбе со спамом в ЕС, чтобы избежать антимонопольного штрафа 4 ч.
Раннюю версию DLSS 5 уже адаптировали для видеокарт GeForce RTX 4000 12 ч.
Новая статья: Были демоны, но они самоликвидировались: история серии Onimusha 13 ч.
Спасительный патч для Dragon’s Dogma 2 получил дату выхода — улучшения производительности и лечение от драконьей чумы задержатся 14 ч.
The Witcher 4 не пошла по пути Cyberpunk 2077 — CD Projekt Red рассказала о прогрессе разработки амбициозной RPG 16 ч.
Rockstar подтвердила 30 кадров/с в GTA VI, а надежда на 60 кадров/с практически мертва 17 ч.
Моддеры добавили экспериментальную поддержку DLSS 5 в десяток игр, включая Cyberpunk 2077 и GTA V 18 ч.
Новая карта, сыр и сезонное размножение: средневековая стратегия Manor Lords получила большой патч и покорила впечатляющую вершину продаж 19 ч.
Китайская ракета выбросила на орбиту кучу обломков — они угрожают Starlink 2 ч.
Квантовый датчик заменил GPS на корабле — он определяет координаты по гравитационным аномалиям 2 ч.
Новая Xbox рискует стать жертвой ИИ-бума — дорогая память заставляет Microsoft искать способы сэкономить 3 ч.
Выручка контрактных производителей чипов во втором квартале подскочила на 29 % 5 ч.
Китайская CXMT решила судиться с Пентагоном — компания хочет избавиться от военного клейма 6 ч.
MSI выпустила 15,6-дюймовый игровой ноутбук Katana 15 HX C14 с возможностью выбора между памятью DDR4 и DDR5 7 ч.
NVM Express обновил спецификации: улучшены безопасность, управляемость и устойчивость SSD для ИИ и облаков 12 ч.
IBM представила пятое поколение фирменных SSD — FCM5 13 ч.
Sony выпустила 27-дюймовый монитор для PS5 со встроенной зарядкой для контроллера DualSense за $350 16 ч.
ИИ добрался до тех, кто обслуживает ИИ — Meta заменяет сотрудников ЦОД на роботов 18 ч.