彼らは量子コンピューターで宇宙の終わりをシミュレートします

半世紀前、量子界の理論における一連のつま先の研究が並外れた結論に達しました。宇宙は「誤った空虚」に巻き込まれる可能性があります。 「真の空虚」の状態への移行のエッジは、はるかに安定しています。それは、顕著な斜面の端にまだ動かないボールのようなものですが、それのために転がそうとしています。実際、ボールがバックグラウンドで間違いなく停止するときにのみ真実である「偽」の安定性。

もちろん、このプロセスは、宇宙の構造に壊滅的な変化を引き起こし、私たちが知っているように存在しなくなるでしょう。しかし、その国家の変化がいつ起こるかを予測すること、またはそれがすでに始まったかどうかを知ることは非常に困難です。その場合、破壊はすでにどこかに広がり始めていたでしょう。しかし、たとえそうだったとしても、専門家は、現時点で私たちは落ち着くことができると信じており、完全な破壊には人間の規模で非常に広範な期間が必要である可能性が高いことに同意します。私たちの現実を完全に消費する前に、数百または数十億年に沿って延長される「継続的な破壊」の期間。

偽の真空の崩壊

さて、最近公開された記事で自然物理学‘、イギリスのリーズ大学のズラトコPapicが率いる3つの研究センターと、ドイツのユリッヒスーパーコンピューティングセンターのジャカボデブ間の国際的なコラボレーションは、偽の空虚の分解がどのように発生するかについて貴重な知識を得たと主張しています。宇宙の起源と、それを構成する亜原子粒子の挙動にリンクするプロセス。

「私たちは、宇宙がその構造を完全に変えるプロセスについて話している」とPapicは言う。基本的な定数は、カードの城として崩壊することを知っているので、瞬時に変化し、世界は世界を変える可能性があります。本当に必要なのは、このプロセスを観察し、時間スケールを決定するための制御された実験です»。

この研究の主な目的は、偽の真空の崩壊を引き起こす基本的なメカニズムを発見して理解することでした。このために、研究者は最新のものを使用しました 量子技術5,564キュビットの「量子コレクター」は、複雑な最適化の問題を可能にする一種の量子コンピューターであり、目標は、可能なさまざまなソリューションのセット間で最高のものを見つけることです。

彼らの記事では、研究者は、水蒸気で形成される液体気泡に似た誤った空虚での泡の挙動を模倣するために機械を使用した方法を説明します。宇宙におけるこれらの泡の形成、相互作用、および広がりは、崩壊の引き金となります。

«この現象とエクスプレンの共著者であるJean-Yves Desaules、オーストリア科学技術研究所（ISTA）は、その軌跡全体にいくつかの谷があるが、「真の」最も低い状態しかないジェットコースターに匹敵します。土壌レベル。それが本当にそうである場合、量子力学により、宇宙は最終的に最も低いエネルギー状態または「真の」空虚さを調整することができ、そのプロセスは壊滅的なグローバルイベントになります»。

「Quantum Recounting」

「量子コレクター」により、科学者は泡の複雑な「ダンス」を観察することができました。そして、観察により、このダイナミクスは孤立したイベントではなく、より小さな泡が最大の影響にどのように影響するかなど、複雑な相互作用を伴うことが明らかになりました。研究者は、彼らの調査結果は、そのような移行がビッグバンの直後にどのように起こったかについての新しい知識を提供していると言います。

ViceBの言葉では、「偉大な「量子コレクター」の機能を活用することにより、私たちのチームは、従来のコンピューティング方法で探索するのが困難なバランスおよび位相遷移外の量子システムの研究への扉を開きました。 「。

物理学者は、誤った真空の崩壊プロセスが実際に起こる可能性があるかどうか、そしてもしそうなら、それがどれくらいかかるかどうか、長い間疑問に思っていました。ただし、これまでのところ、量子磁場理論の管理可能な数学的性質がほとんどないため、進歩はほとんどありませんでした。

したがって、これらの複雑な数学的問題を解決しようとし続ける代わりに、Papicとそのチームは、利用可能な最新のデバイスとアプリケーションを使用して研究できる他のより単純な目標を指摘しました。このようにして、科学者は、宇宙スケールでの偽の真空の崩壊のダイナミクスをシミュレートし、直接観察することができました。

災害のシミュレーション

この実験は、誤った真空を表す特定の構成に、量子コンピューティングの基本構造ブロックである5,564キュビットを配置することで構成されていました。システムを慎重に制御して、研究者は偽の空虚の崩壊理論によって記載されているように、泡の形成を反映して、誤った虚偽から真のボイドへの移行を開始することができました。この研究では、1次元モデルを使用しましたが、同じ「RecoveryR」で3Dバージョンが可能であると考えられています。

「私たちは、この種のことを研究するために簡単な実験を実行できるシステムを開発しようとしています」とPapic氏は言います。これらのプロセスが宇宙で発生するための時間スケールは膨大ですが、「RecoveryR」を使用することでリアルタイムで観察することができるため、何が起こっているのかを本当に確認します。アバンギャルドと深い理論物理学の量子シミュレーションを組み合わせたこのエキサイティングな作品は、宇宙の最大の謎のいくつかを解決するために私たちがどれほど近いかを示しています»。

宇宙論にとっての重要性を超えて、研究者は、研究が量子コンピューティングの進歩に実際的な意味を持っていると考えています。実際、誤った真空で気泡相互作用を理解することで、量子システムがエラーを処理し、複雑な計算を実行する方法の改善につながる可能性があり、より効率的になるのに役立ちます。

Vicebの言葉では、「これらの進歩は科学的知識の限界を拡大するだけでなく、暗号化、材料科学、低消費コンピューティングなどの分野に革命をもたらす可能性のある将来の技術への道を開いています。」