Российские исследователи разработали цифровую модель квантовой механики.

Ученые из МФТИ разработали цифровой аналог квантовой механики, который позволяет моделировать квантовые явления на компьютере. Это исследование, опубликованное в журнале Theoretical and Mathematical Physics, представляет собой значительный шаг в области квантовых вычислений.
Квантовые компьютеры, основанные на принципах квантовой механики, способны решать задачи, которые невозможно решить с помощью классических компьютеров. Основное применение квантовых вычислений включает квантовую криптографию и моделирование сложных систем, что было предложено Ричардом Фейнманом. Недавние достижения в этой области позволяют решать задачи в химии, биологии и других сферах.
В своей работе ученые из МФТИ исследовали, как непрерывные данные, такие как координаты и импульсы частиц, могут быть представлены в виде дискретных чисел. Это похоже на то, как мы структурируем воспоминания для удобства. В результате была создана новая математическая модель — цифровая квантовая механика, которая позволяет численно моделировать квантовые явления.
Исследование показало, что координаты и импульсы могут быть представлены как ряды, где цифры становятся наблюдаемыми величинами. Это позволяет описывать квантовые эффекты и развивать методы для работы с расходящимися рядами, что может быть полезно в квантовой теории поля.
Одной из ключевых находок является то, что в цифровой квантовой механике проблемы бесконечности устраняются естественным образом, что делает возможным применение перенормировок на конечных решетках. Это решение напоминает подход к разрешению "ультрафиолетовой катастрофы" в теории теплового излучения, где квантование излучения помогло устранить парадоксы.
Таким образом, работа МФТИ открывает новые горизонты для численного моделирования квантовых систем и может значительно повлиять на развитие квантовых технологий в будущем.