Физики смоделировали процесс распада ложного вакуума — гипотетического события, которое может изменить всю Вселенную, — с помощью квантового отжига. Это исследование, проведенное в Центре квантовых вычислений JUNIQ в Германии, не только помогает лучше понять фундаментальные законы космоса, но и способствует развитию квантовых технологий.
Ложный вакуум — это нестабильное состояние, которое может внезапно "распасться", перейдя в более устойчивое состояние. Такой процесс теоретически способен изменить фундаментальные константы Вселенной и привести к катастрофическим последствиям. Для моделирования этого явления ученые использовали квантовый отжигатель D-Wave с 5564 сверхпроводящими кубитами.
Профессор Златко Папич из Университета Лидса объяснил, что в процессе распада ложного вакуума образуются "пузыри" истинного вакуума, которые взаимодействуют друг с другом. Это похоже на то, как пузыри образуются в переохлажденной жидкости. Более крупные пузыри поглощают мелкие, что позволяет наблюдать квантовые туннельные эффекты в реальном времени.
Доктор Жан-Ив Десоль из ISTA сравнил этот процесс с тем, как Вселенная "перескакивает" между энергетическими состояниями, что может привести к глобальным изменениям. Эксперимент также подтвердил теоретические предсказания о механизме Киббла-Цурека, который описывает, как фазовые переходы создают дефекты и флуктуации в системе.
Помимо космологии, это исследование имеет важное значение для квантовых вычислений. Моделирование квантовых теорий поля с помощью отжигателей может ускорить прогресс в материаловедении, криптографии и искусственном интеллекте. Доктор Яка Водеб из Forschungszentrum Jülich подчеркнул, что квантовые отжигатели открывают новые возможности для изучения квантовых систем и фазовых переходов.
Профессор Папич отметил, что такие инструменты могут стать "лабораторией" для изучения динамических процессов во Вселенной. Кроме того, понимание взаимодействия пузырей в квантовых системах может улучшить производительность квантовых компьютеров, помогая лучше управлять ошибками и обрабатывать информацию.