Квантовый компьютер впервые воспроизвел рождение новых частиц из энергии

Для эксперимента ученые закодировали математическую модель процесса в цепочке из 13 захваченных ионов. Лазерными импульсами они точно управляли взаимодействиями между ионами и изменяли энергию системы так, чтобы она имитировала растяжение и последующий разрыв условной «струны».

Исследователи привели систему в состояние, далекое от равновесия, а затем наблюдали, как она меняется со временем. В ходе эксперимента им удалось увидеть появление эффективных зарядов и восстановить динамику процесса.

Результаты дополнительно проверили с помощью классического компьютера. Пока система была небольшой, обычных вычислений оказалось достаточно для проверки эксперимента. Однако при дальнейшем увеличении масштаба задачи классические компьютеры столкнутся с ограничениями, тогда как квантовые системы потенциально смогут продолжить моделирование.

Похожие эксперименты недавно провели другие группы, используя сверхпроводниковые квантовые процессоры и системы с нейтральными атомами. Исследователи Duke Quantum Center отмечают, что три подхода позволяют сравнивать возможности разных архитектур квантовых компьютеров.

«Для физика невероятно интересно исследовать условия ранней Вселенной с помощью вычислительной машины на атомном уровне», — говорит соавтор работы Зорех Давуди из Университета Мэриленда.

По ее словам, даже небольшие результаты таких экспериментов помогут в будущем лучше понять поведение материи в экстремальных условиях.

Авторы работы рассчитывают увеличить размер квантовых систем и выйти за пределы задач, которые способны решать крупнейшие классические суперкомпьютеры. Это позволит моделировать более сложные процессы, связанные с эволюцией материи после Большого взрыва.

В Японии создали первый работающий квантовый компьютер на основе алмаза

Найден способ ускорения квантовых вычислений в 1000 раз

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX