Физики использовали квантовый компьютер для моделирования распада ложного вакуума и возможного конца Вселенной

Международный консорциум физиков осуществил компьютерное моделирование, которое приблизило их к разгадке феномена, способного предопределить конечный исход Вселенной. Исследование, проведенное совместными усилиями Университета Лидса, Исследовательского центра Юлих и Института науки и технологий Австрии, впервые позволило исследовать распад ложного вакуума в реальном времени.

Примерно 50 лет назад квантовая теория поля предположила, что Вселенная может находиться в состоянии ложного вакуума — кажущейся стабильно конфигурации, которая потенциально может трансформироваться в более стабильное состояние истинного вакуума. Такой переход может привести к кардинальным изменениям в структуре Вселенной, хотя сам процесс, вероятнее всего, займет миллионы лет.

Для эксперимента исследователи использовали квантовый отжигатель, включающий 5564 кубита, созданный компанией D-Wave Quantum. Этот прибор позволил моделировать динамику «пузырей» в ложном вакууме. Ученые наблюдали, как эти пузыри образуются, увеличиваются и взаимодействуют между собой.

«Мы имеем дело с процессом, который способен кардинально изменить структуру Вселенной. Основополагающие константы могут измениться мгновенно, и мир, каким мы его знаем, может разрушиться, как карточный домик», — комментирует профессор Златко Папич из Университета Лидса, ведущий автор исследования.

Доктор Жан-Ив Дезоль, соавтор исследования, сравнивает это явление с американскими горками: «Представьте себе траекторию с несколькими впадинами, но единственное истинное нижнее состояние находится на уровне земли. Если это так, то квантовая механика в конечном итоге обеспечит переход Вселенной к состоянию минимальной энергии, что приведет к глобальному катаклизму».

Это исследование не только позволяет ответить на ключевые вопросы космологии, но и имеет практическое значение для совершенствования квантовых вычислений. Понимание взаимодействия пузырей в ложном вакууме может способствовать улучшению управления ошибками в квантовых системах и повысить эффективность квантовых вычислений.

Источник: iXBT