Камертон ударили молоточком — и он вибрирует, а звук постепенно затихает. Примерно так же ведёт себя чёрная дыра, если её возмутить: она испускает гравитационные волны — рябь самого пространства — и успокаивается. Но чтобы рассчитать эту «мелодию», нужно решить сложнейшие уравнения Эйнштейна, описывающие, как материя искривляет пространство-время. Обычно для этого строят огромные компьютерные симуляции, гоняя числа на тысячах процессоров.

Авторы новой работы попробовали иной путь — квантовый. Они переложили уравнения Эйнштейна (точнее, их специальную форму, удобную для расчётов) на язык квантовых схем — последовательностей операций с кубитами. Затем взяли простейший случай: чёрную дыру Шварцшильда — массивный шар, сжатый до предела, без вращения. Её «ударили» небольшой добавкой и проследили, как возникают так называемые квазинормальные моды — затухающие колебания, похожие на затихающий звон колокола. Расчёт прогнали на симуляторе квантового компьютера и на реальном квантовом процессоре IBM, получив доступ через облачную программу.

Пока задача решена в упрощённом виде — как доказательство работоспособности метода. Но это важный шаг: квантовые компьютеры могут однажды взять на себя самые трудные части расчётов, где обычные машины буксуют. Например, моделирование слияния двух чёрных дыр с высокой точностью или эволюцию целых скоплений галактик. И тогда камертон зазвучит во всю мощь.