Рождение частиц в расширяющейся Вселенной на квантовом компьютере экспресс
Ранняя Вселенная напоминала стремительно надуваемый шар — она раздувалась так быстро, что свет не успевал догнать собственные края. Потом этот бешеный разгон сменился спокойным расширением. Шар перестали надувать, и он начал медленно сдуваться. В момент смены режимов пустота не осталась пустой: из неё, словно из перегретого котла, выплеснулись пары частиц.
Авторы новой работы воспроизвели этот процесс на квантовом компьютере. Они разбили всё время перехода на крошечные шажки — примерно как покадровая съёмка лопающегося мыльного пузыря. На каждом шаге компьютер считал, сколько пар частиц успело родиться. Такой подход позволил увидеть не только итоговое число частиц, но и сам процесс их накопления.
Эксперимент на реальном квантовом процессоре IBM показал, что даже самая простая версия расчёта страдает от ошибок порядка одной сотой. Это как пытаться услышать шёпот в шумном цеху — сигнал есть, но разобрать его пока трудно. Тем не менее, сам факт работающего прототипа открывает путь к более точным симуляциям, когда квантовые машины станут чище.
В квантовом симуляторе использовали всего четыре кубита для пары частиц с противоположными импульсами — как если бы два близнеца разлетались в разные стороны, но оставались связанными невидимой нитью.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетяне используют космологическое рождение частиц для передачи сообщений — здесь же мы впервые видим, как этот процесс можно воссоздать на земном устройстве.