量子力学表明，看似空的空间实际上充满了在存在和不存在的幽灵颗粒。而现在，科学家首次制作了一台被称为量子计算机的高级机器，模拟了这些所谓的虚拟颗粒。
这项研究可以帮助阐明当前宇宙的隐藏方面，从中子恒星的心到非常大爆炸之后的宇宙的第一时刻研究人员说。
量子力学表明，宇宙是最小水平的模糊，超现实的位置。例如，原子和其他颗粒可以存在于称为叠加的通量状态中，它们似乎可以同时朝相反的方向旋转，并且它们也可能被纠缠 - 这意味着它们可以立即互相影响，无论它们分开了多远。量子力学还表明，成对的虚拟颗粒（由粒子及其反颗粒组成，都可以眨眨眼，从看似空的真空中眨眨眼并影响其周围环境。 [超越希格斯：可能潜伏在宇宙中的5个难以捉摸的颗粒这是给出的
量子力学是粒子物理学的标准模型的基础，该模型目前是所有已知基本粒子（例如电子和质子）如何表现的最佳解释。但是，关于粒子物理的标准模型仍然有许多开放问题，例如它是否可以帮助解释诸如暗物质和暗能量之类的宇宙奥秘 - 这两者都没有被天文学家直接检测到，但是根据其重力效应来推断的。
这基本颗粒之间的相互作用通常用称为仪表理论描述。但是，除了最简单的情况外，量规理论中粒子的实时动力学非常困难。结果，科学家转向了称为量子计算机的实验设备。
研究共同领导的作者克里斯汀·穆奇克（Christine Muschik）告诉《现场科学》：“我们的工作是开发专门的工具迈出的第一步，可以帮助我们更好地了解自然界基本成分之间的基本互动。” Muschik是奥地利因斯布鲁克的奥地利科学学院的量子光学和量子信息研究所的理论物理学家。
而古典计算机表示数据和零，二进制数字称为“位”，以闪烁的开关状晶体管为ON或OFF的闪烁象征 - 量子计算机使用叠加叠加的量子位或量子位 - 意味着它们同时打开和关闭。这使量子标题可以同时执行两个计算。原则上，量子计算机可以比常规计算机更快地解决某些问题，因为量子机可以一次分析所有可能的解决方案。
在他们的新研究中，科学家使用四个电磁捕获的钙离子构建了一台量子计算机。他们用激光脉冲控制并操纵这四个量子位。
研究人员的量子计算机模拟了真空中虚拟颗粒的外观和消失，成对代表了成对的虚拟颗粒，特别是，特别是，电子和正面，带正电荷的电子的反物质对应物。科学家说，激光脉冲有助于模拟真空中的强大电磁场如何产生虚拟颗粒。
研究合着者Rainer Blatt是Outhsbruck，奥地利奥地利科学学院的量子光学学院和量子信息信息，奥地利的量子光学学院和量子信息的实验物理学家Rainer Blatt研究合着者Rainer Blatt研究。
这项工作表明量子计算机可以模拟高能物理- 显示颗粒在能量水平上的表现太高，无法轻易在地球上产生。 “实验量子计算领域的增长非常快，许多人问这个问题，什么是小规模量子计算机的用途？”在奥地利因斯布鲁克大学的实验物理学家埃斯特万·马丁内斯（Esteban Martinez）研究联合主管埃斯特万·马丁内斯（Esteban Martinez）告诉《现场科学》。 “与其他应用不同，您不需要数百万个量子位来进行这些模拟 - 数十个可能足以解决我们还无法使用经典方法攻击的问题。” [文明大爆炸：10个惊人的起源事件这是给出的
研究人员对量子模拟器分析的问题很简单，足以使经典计算机计算，这表明量子模拟器的结果与准确性相匹配。这表明将来可以将量子模拟器用于更复杂的仪表理论问题，并且机器甚至可以看到新现象。
Muschik说：“我们的原理实验实验是朝着发展子孙后代的量子模拟器的长期目标的第一步，这些目标将能够解决其他方式无法回答的问题。”
原则上，桌面量子模拟器可以帮助建模目前使用昂贵的原子粉碎机（例如塞恩的大型强子对撞机。
“这两种方法相互补充。”研究的合着者彼得·Zoller（Peter Zoller）在因斯布鲁克（Innsbruck）的奥地利科学学院的量子光学和量子信息学院的理论物理学家彼得·佐勒（Peter Zoller）中说。 “我们无法替代用粒子山脉进行的实验。但是，通过开发量子模拟器，我们可能有一天能够更好地理解这些实验。”
布拉特在一份声明中说：“此外，我们可以通过使用量子模拟来研究新过程，例如，在我们的实验中，我们还研究了在成对创建过程中产生的粒子纠缠，这在粒子对撞机中是不可能的。”
最终，量子模拟器可以帮助研究人员模拟死亡恒星中的动力学，或者研究“与非常高能量的相互作用有关的问题和描述早期物理学的高密度相关的问题，” Muschik说。
科学家在6月23日的《日记本质。
原始文章现场科学。
