Квантовые задачи теперь решаются за день и запускаются на обычном ноутбуке — метод Вигнера сверг монополию суперкомпьютеров

Формула из 1970-х внезапно заработала в 2025-м.


3emdpj8oel0qfvuw5am62lyf1gr25amh.jpg

Физики из Университета в Буффало нашли способ решать квантовые задачи, которые раньше требовали суперкомпьютеров, — теперь это можно делать на обычном ноутбуке. Они усовершенствовали известный метод усечённого приближения Вигнера (Truncated Wigner Approximation, TWA), сделав его достаточно простым для практического использования и одновременно сохранив точность, необходимую при моделировании микромира.

На квантовом уровне частицы могут взаимодействовать в огромном числе комбинаций, и точные вычисления быстро становятся неподъёмными . Метод TWA появился в 1970-х как упрощённый подход, который позволяет учитывать квантовые эффекты без чрезмерных затрат ресурсов. Ранее его применяли только к изолированным системам, где частицы не обмениваются энергией с окружающей средой. Команда под руководством Джамира Марино, доцента кафедры физики, расширила этот подход: теперь он работает и для систем, где частицы находятся под действием внешних факторов и теряют энергию — явления, известного как диссипативная спиновая динамика.

Исследователи также сделали метод гораздо удобнее. Если раньше физику приходилось заново выводить сложные уравнения для каждой новой задачи, то теперь можно подставить параметры в готовый шаблон и получить результат. По словам Оксаны Челпановой, соавтора работы, освоить инструмент можно за один день, а уже через несколько дней использовать его для расчётов, которые, опять же, раньше выполнялись неделями на мощных вычислительных системах .

Такой подход экономит ресурсы и позволяет использовать суперкомпьютеры только для действительно гигантских задач — тех, где число возможных состояний превышает количество атомов во Вселенной. Новый метод делает квантовые расчёты доступными не только крупным исследовательским центрам, но и небольшим лабораториям, которым теперь достаточно обычного компьютера.