อุปกรณ์ควอนตัมประสบความสำเร็จในการจำลองวิธีที่น่ากลัวสำหรับจักรวาลจนจบ

คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีสัญญาที่จะปฏิวัติด้านวิทยาศาสตร์มากมาย พวกเขาสามารถจัดการกับปัญหาที่แม้แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดก็ไม่สามารถจัดการได้ ปัญหาคือสิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นงานที่อยู่ระหว่างดำเนินการและยังไม่พร้อมสำหรับการปฏิวัติครั้งนั้น แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่มีแอพพลิเคชั่นที่มีผลกระทบทางวิทยาศาสตร์ - และหนึ่งในนั้นเกี่ยวข้องกับการสิ้นสุดของจักรวาล

“ ในขณะที่ [อุปกรณ์ควอนตัม] ยังคงได้รับการพัฒนาคำถามที่ไม่สำคัญคือการหาปัญหาที่เหมาะสมในการศึกษาพวกเขา สิ่งที่เป็นเรื่องยากสำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิก แต่ในขณะเดียวกันก็ไม่ยากเกินไปเพื่อให้อุปกรณ์เหล่านี้ยังสามารถพูดสิ่งที่มีประโยชน์ได้คุณรู้ก่อนที่พวกเขาจะได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างเต็มที่และอื่น ๆ ”zlatko papicจากมหาวิทยาลัยลีดส์บอก Iflscience

อุปกรณ์ควอนตัมใช้ qubits (ควอนตัมบิต) ซึ่งอนุญาตให้การคำนวณขยายจากตัวเลือกบิต 0 และ 1 แบบคลาสสิก Papic และกลุ่มของเขาใช้เครื่องวัดควอนตัมควอนตัม 5,564-Qubit เพื่อจำลองการสลายตัวของสูญญากาศเท็จหนึ่งมิติสถานการณ์ที่เป็นไปได้สำหรับการสิ้นสุดของจักรวาล (และสิ่งที่ฉันชอบที่สุดถ้าเราซื่อสัตย์)

ในกลศาสตร์ควอนตัมมีเฉพาะสาขาที่อยู่ในสถานะที่ต่ำที่สุด (สถานะพื้นดินหรือสูญญากาศจริง) มีความเสถียรอย่างแท้จริง ส่วนที่เหลือสามารถแพร่กระจายได้ซึ่งหมายความว่าพวกเขาดูเสถียร แต่เป็นไปได้ที่พวกเขาจะสลายตัวในสถานะที่มั่นคงที่แท้จริง สิ่งนี้เรียกว่าการสลายตัวของสูญญากาศเท็จ

ตัวอย่างเช่นหากฟิลด์ Higgs ของจักรวาลไม่ได้อยู่ในสถานะสูญญากาศที่แท้จริงมันอาจสลายตัวได้ตามธรรมชาติ สิ่งนี้จะสร้างฟองสบู่จักรวาลที่กำลังขยายตัวซึ่งจะเปลี่ยนจักรวาลเมื่อมันมีขนาดใหญ่ขึ้นทำให้เวอร์ชันของความเป็นจริงหายไป จักรวาลทั้งหมดจะหายไปในที่สุด

“ คำถามสำคัญอย่างหนึ่งเกี่ยวกับการสลายตัวของสูญญากาศคือกระบวนการนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร? หากคุณสามารถซูมเข้าไปและดูมันเหมือนวิดีโอมันเกิดอะไรขึ้นจริง? เป้าหมายหลักของบทความนี้คือพยายามที่จะเข้าใจว่ากลไกพื้นฐานคืออะไร” ศาสตราจารย์ Papic บอกกับ Iflscience

Papic เปรียบเทียบกระบวนการกับเอฟเฟกต์ความสนุกที่เกิดขึ้นในน้ำที่ยอดเยี่ยมซึ่งอาจเห็นได้ในวิดีโอเช่นหนึ่งด้านล่าง น้ำต่ำกว่าอุณหภูมิที่เย็นจัด แต่ยังคงอยู่ของเหลวตราบใดที่ยังไม่ถูกรบกวน การเทหรือตีมันทำให้มันเป็นนิวเคลียสจากนั้นของเหลวจะกลายเป็นของแข็ง สูญญากาศเท็จมีความคล้ายคลึงกันในหลักการ แต่การจำลองพบว่าวันโลกาวินาศนี้มีความซับซ้อนมากขึ้น

“ สิ่งหนึ่งที่เราไม่ได้คาดการณ์ไว้จริงๆคือกระบวนการทั้งหมดนี้มีความซับซ้อนมากกว่าที่คุณคิดอย่างไร้เดียงสาหรือสิ่งที่ผู้คนในวรรณคดีกล่าวถึง” Papic บอกกับ Iflscience “ คุณได้รับฟองเหล่านี้ขนาดที่แตกต่างกันและขนาดของพวกเขามีผลต่อการโต้ตอบซึ่งกันและกัน มีกระบวนการที่ซับซ้อนมากว่าฟองเหล่านี้มีการพัฒนาและชนกันเป็นต้น”

ตอนนี้ทีมกำลังวางแผนที่จะดูระบบสองมิติและพวกเขาหวังว่าเทคโนโลยีจะดำเนินต่อไปว่าพวกเขาสามารถสร้างเวอร์ชันสามมิติได้เช่นกัน เหตุผลที่พวกเขาไม่ได้เริ่มต้นทันทีใน 2D คือพวกเขายังต้องตรวจสอบผลลัพธ์โดยใช้แบบจำลองเชิงทฤษฎี ใน 2D คุณจะต้องเชื่อถืออุปกรณ์ควอนตัม

“ ตอนนี้มีความตื่นเต้นอย่างมากที่เรามีเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้และมีโอกาสจริง ๆ ที่เราสามารถตอบคำถามที่ยากลำบากเหล่านี้เกี่ยวกับฟิสิกส์พื้นฐานที่ใช้เทคโนโลยีนั้น” ศาสตราจารย์ Papic อธิบาย “ คำถามนี้เป็นตัวอย่างที่ดีมาก ฉันหมายความว่ามันเป็นเรื่องรอบครึ่งศตวรรษและเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นปัญหาที่ยากมากที่จะตอบด้วยปากกาและกระดาษ แต่ด้วยเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้เราอาจมีโอกาส!”

กระดาษเกี่ยวกับงานนี้ตีพิมพ์ในวารสารฟิสิกส์ธรรมชาติ-