Распад ложного вакуума: физики смоделировали возможный конец Вселенной на квантовом компьютере

04.02.2025 21:01:00 | iXBT.com

Международная группа физиков провела компьютерное моделирование, которое приблизило учёных к пониманию явления, способного определить окончательную судьбу Вселенной. Исследование, проведённое совместно Университетом Лидса, Исследовательским центром Юлих и Институтом науки и технологий Австрии, впервые позволило наблюдать процесс распада ложного вакуума в реальном времени.

Около 50 лет назад квантовая теория поля предположила, что Вселенная может находиться в состоянии ложного вакуума — кажущейся стабильной конфигурации, которая на самом деле может перейти в более стабильное состояние истинного вакуума. Такой переход способен вызвать катастрофические изменения в структуре Вселенной, хотя этот процесс, вероятно, займёт миллионы лет.

Источник: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau

Для проведения эксперимента учёные использовали квантовый отжигатель с 5564 кубитами, разработанный компанией D-Wave Quantum. Это устройство позволило имитировать поведение «пузырей» в ложном вакууме. Исследователи смогли наблюдать, как эти пузыри формируются, растут и взаимодействуют друг с другом.

«Мы говорим о процессе, который может полностью изменить структуру Вселенной. Фундаментальные константы могут мгновенно измениться, и мир, каким мы его знаем, рухнет как карточный домик», — объясняет профессор Златко Папич из Университета Лидса, ведущий автор исследования.

Доктор Жан-Ив Дезоль, соавтор исследования, сравнивает это явление с американскими горками: «Представьте траекторию с несколькими впадинами, но только одним истинным нижним состоянием на уровне земли. Если это так, то квантовая механика позволит Вселенной в конечном итоге туннелировать к состоянию наименьшей энергии, что приведёт к глобальному катаклизму».

Это исследование не только проливает свет на фундаментальные вопросы космологии, но и имеет практическое значение для развития квантовых вычислений. Понимание взаимодействия пузырей в ложном вакууме может помочь улучшить управление ошибками в квантовых системах и повысить эффективность квантовых вычислений.

Подробнее