Так вернемся к достижениям 2010 года. Сегодня за физическое моделирование взялись не инженеры, но физики. У них появились «квантовые симуляторы», системы, позволяющие решать сложные задачи, связанные с решетками кристаллов. Ранее, пытаясь проинтерпретировать тот или иной экспериментальный результат, теоретик брал трехмерное множество точек, в которых находятся взаимодействующие между собой заряженные частицы, и формировал так называемый гамильтониан (функция такая…) для этих электромагнитных взаимодействий. Гамильтониан же решается не всегда (или крайне редко).
Так вот — в прошлом году ряду групп физиков пришла в голову идея воспользоваться моделированием. Ионы кристалла заменили пятнами лазерного света. Попавшие в них атомы изобразили взаимодействующие электроны. Потом система настраивалась под тот или иной гамильтониан, и — надо садиться и ждать, как само собой сформируется решение. Пока, правда, такие квантовые симуляторы использовали только для поверки результатов ранее решенных задач.
И речь, скорее, идет об аналоговом моделировании. Ну, когда-то динамические процессы (в механических системах, в гидравлических, тепловых…) моделировались электрическими токами и напряжениями в аналоговых вычислительных машинах, где операционные усилители были обвешаны цепочками емкостей и резисторов. Сейчас квантовомеханические процессы взаимодействия электронов и ионов моделируются по аналогии взаимодействием лазерных лучей и атомов. Но — самое главное и почти волшебное — «квантовый» характер взаимодействия сохраняется.
И самый главный вывод, который можно сделать: на новом этапе развития технологии произошел возврат к приемам, применявшимся в прошлом. Как Опытовые бассейны позволили решить задачи, которые были «не по зубам» классическому анализу, так и квантовые симуляторы возможно позволят решать те задачи, перед которыми пасует нынешняя вычислительная математика и техника. Спираль, о которой любили говорить и гегельянцы, и марксисты!
Но и «традиционные» вычислители внесли в минувшем году свой вклад в науку, а именно — в молекулярную биологию. Дело в том, что белки, состоящие из большого количества аминокислот, могут сворачиваться уж очень разнообразными способами, порождающими «комбинаторные взрывы» (не в моделях, или в вычислительных методах, а в самих процессах). А компьютер из 512 узлов сумел продраться сквозь эти процессы — это позволило смоделировать поведение помещенного в воду белка, его сворачивание-разворачивание, на отрезке времени в одну миллисекунду, что позволило моделировать процессов на новом уровне.
