Метод, предложенный физиком Андреасом Экстремом из Технического университета Чалмерса (Швеция), напоминает алгоритмы машинного обучения, но в конечном счете он и его коллеги разработали совершенно новый подход, пишет Phys.org. Он открывает еще больше возможностей для фундаментальных исследований в таких областях, как ядерная физика.

«Теперь, когда мы можем имитировать атомные ядра с помощью этого метода, у нас есть совершенно новый инструмент для создания и анализа теоретических описаний сил, действующих между протонами и нейтронами внутри атомных ядер», — заявил профессор Экстрем.

Новый метод основан на продолжении собственного вектора, который позволяет имитировать множество квантово-механических свойств атомного ядра с невероятной скоростью и точностью. Вместо прямого решения трудоемких и комплексных задач многих тел снова и снова, ученые создали математический обходной путь, используя трансформацию в особое подпространство. Это позволяет использовать несколько строгих решений, чтобы получить приблизительное — с точностью около 99% — намного быстрее.

Область изысканий может показаться слишком узкой, но на самом деле это основа для понимания нашего существования, стабильности и происхождения видимой материи. Большая часть атомной массы находится в центре атома, в плотном регионе атомных ядер. Частицы ядра, протоны и нейтроны, связаны друг с другом сильным взаимодействием. Хотя эта сила — основная для нашего существования, никто не знает доподлинно, как она работает. Возможность с большой точностью смоделировать свойства атомного ядра позволила бы раскрыть фундаментальные свойства материи.

«По сравнению с нашими предыдущими методами кажется, будто мы делаем вычисления с молниеносной скоростью, — сказал Экстрем. — В своей текущей работе здесь, в Чалмерсе, мы надеемся еще больше усовершенствовать этот метод и провести передовой статистический анализ наших квантово-механических моделей. С помощью этого метода имитации мы, как кажется, могли бы достигнуть результатов, которые считались недостижимыми ранее».

Осенью прошлого года американские физики опубликовали статью с описанием алгоритма для квантовых компьютеров, способного разобраться в квантовых системах, которые слишком сложны для классических компьютеров. Работа открывает путь для многих важных отраслей приложения научной мысли.