Квантовый компьютер сгенерировал сценарий конца света
Международная команда физиков впервые провела масштабную компьютерную симуляцию катастрофического процесса, по сравнению с которым все удары метеоритов, вспышки сверхновых или выбросы гамма-излучения — не более, чем взрывы петард. Речь идет фактически о конце Вселенной, который может случиться, если она (как предполагают некоторые ученые) находится в «ловушке ложного вакуума». Смоделировать такой вариант Армагеддона исследователям помог инструмент, известный как «квантовый отжиг».
Около полувека назад ведущие ученые в области квантовой физики впервые выдвинули предположение, что наша Вселенная лишь кажется стабильной. В реальности же она находится в состоянии «ложного вакуума», а значит — потенциально способна в любой момент провалиться в истинно вакуумное состояние. Это будет означать, ни много ни мало, мгновенное изменение большинства фундаментальных констант. Что, разумеется, приведет к моментальному уничтожению Вселенной в ее современном виде и ее перерождению.
Физики неоднократно пытались смоделировать это событие, чтобы просчитать его вероятность и (если она отличается от нуля) определить сроки наступления. Но удалось это только теперь — команде исследователей во главе с профессором Златко Папичем. Предприятие было организовано сообща Университетом Лидса, Исследовательским центром Юлиха и Институтом науки и технологий Австрии.
Главной задачей стало понять: какой именно механизм лежит в фундаменте процесса распада ложного вакуума. И во многом это стало возможным благодаря применению новейшего квантового компьютера на 5564 кубита, прекрасно владеющего приемом «квантовой нормализации» или «квантового отжига». Он заключается в поиске среди дискретного множества различных вариантов глобального минимума — самого энергоэффективного решения из возможных. В данном случае этот метод был использован для имитации поведения пузырьков в псевдовакууме.
Сами ученые сравнили их с капельками воды, образующимися в паре при охлаждении ниже точки росы. И точно так же, как пар рассеивается, а роса оседает на траве, Вселенная может резко перейти в состояние более энергоэффективного истинного вакуума — после достаточного распространения этих «пузырьков». Квантовый отжиг позволил ученым буквально в режиме реального времени наблюдать за их своеобразным танцем, который из хаоса постепенно начал напоминать сложную систему. И, тщательно контролируя процесс, ученые впервые смогли вызвать переход всей структуры от ложного вакуума к истинному.
При этом пришлось изначально пойти на некоторые упрощения: так, прописанный в эксперименте мир был, в отличие от нашего, одномерным. Но ученые полагают, что принципиальных различий в сценариях быть не должно, и рассчитывают повторить свое исследование уже для трехмерного пространства — и даже на том самом компьютере.
Успешный эксперимент означает для мировой науки прорыв одновременно в нескольких областях — от понимания процессов, происходивших сразу после Большого взрыва, до оптимизации работы квантовых компьютеров и потенциальной революции в криптографии или материаловедении. Что же касается самого вакуумного Армагеддона, Папич и его коллеги уверяют, что если он и случится, то не раньше, чем через несколько миллионов лет. А вот Земля рискует встретиться с потенциально опасным астероидом гораздо раньше.
Самое популярное
