Смоделировано столкновение протонов

02.05.2022

Ученые из Национальной лаборатории им. Беркли воспользовались квантовым компьютером IBM Q, чтобы провести часть расчетов столкновения двух протонов. Для этого они раздробили теорию эффективного поля на несколько частей и разработали алгоритм, позволяющий выполнять определенные вычисления на квантовом компьютере.

Лаборатория Беркли занимается изучением физики элементарных частиц, наблюдая за столкновением высокоэнергетических частиц в лабораторных условиях, например, с помощью Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Ученые сравнивают теоретические расчеты этих столкновений с реальными результатами экспериментов.

"Одна из главных сложностей такого рода вычислений в том, что мы хотим описать широкий диапазон энергий, - сказал Беньямин Нахман, один из исследователей. - Мы хотим описать процессы от самых высокоэнергетических до самых низкоэнергетических путем анализа соответствующих частиц, которые попадают в наш детектор".

Использование исключительно квантового компьютера для решения такого рода задач потребовало бы слишком большого количества кубитов - современные квантовые машины не располагают такими мощностями. Ученые могут проводить эти расчеты на классических компьютерах при помощи аппроксимаций, однако в таком случае из сферы внимания выпадают важные квантовые эффекты. Поэтому команда физиков решила разделить вычисления между разными системами, классической и квантовой. Квантовые расчеты велись на IBM Q, оперирующим сотней кубитов.

В дальнейшем ученые планируют добавить проблеме новые измерения, разбить ее на большее число компонентов и увеличить масштаб задачи. В конечном итоге они рассчитывают выполнять на квантовом компьютере такие вычисления, какие недоступны классическим.

<< Назад: Новый тип клеток в организме человека 03.05.2022

>> Вперед: Обнаружена бактерия, превращающая метан в электричество 02.05.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Микроконтроллеры Microchip PIC18F-Q41 20.11.2020 Американский производитель Microchip выпустил новую серию микроконтроллеров, построенных на базе ядра PIC. Впервые устройства линейки PIC18 получили операционный усилитель в low-pin корпусах. PIC18F-Q41 - это новая серия контроллеров, призванная повысить точность работы с аналоговым сигналом, а следовательно - и разрабатываемых на базе серии датчиков. Для выполнения этой задачи устройства оснащены операционным усилителем, 12-битным АЦП с поствычислителем (усреднение, низкочастотная фильтрация, сравнение с порогом и другие функции), двумя 8-разрядными ЦАП, двумя компараторами, формирователем опорного напряжения. Всего в семействе шесть устройств с объемом памяти 16, 32 и 64 кбайт в корпусах с 14 и 20 выводами. Одновременно с серией Q41 была выпущена серия Q40, которая отличается лишь отсутствием в составе периферии операционного усилителя. Объем памяти и типы корпусов аналогичны серии Q41. Для каждой серии была разработана собственная отладочная плата: PIC18F16Q40 Curiosity Nano Evaluation Kit, PIC18F16Q41 Curiosity Nano Evaluation Kit. Характеристики микроконтроллеров PIC18F-Q40/Q41: Частота работы до 64 MГц; До 64 кбайт Flash-памяти, до 4 кбайт SRAM, 512 байт EEPROM; 4-канальный контроллер DMA; Один операционный усилитель (только для серии Q41); 12-битный АЦП c возможностями вычисления, до 17 каналов; Два 8-битных ЦАП; Два компаратора; Три 16-битных двухканальных модуля ШИМ; Один детектор пересечения аналоговым напряжением нулевого уровня - Zero Cross Detect (ZCD); Модуль формирования опорного напряжения; Последовательные интерфейсы: 3 x UART, 2 x SPI, 1x I2C; Четыре ячейки конфигурируемой логики - Configurable Logic Cell (CLC); Возможность переназначать контакты периферии - Peripheral Pin Select (PPS); Доступность в корпусах: 14 выводов (SOIC и TSSOP) 20 выводов (PDIP, SOIC, SSOP и VQFN) Диапазон питающего напряжения от 1,8 до 5,5 В; Температурный диапазон функционирования от -40°C до 125°C.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026