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虚假的真空衰减会使您恐惧吗?
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量子计算机有望改变科学的许多不同方面。他们可以解决即使是最强大的超级计算机也无法处理的问题。问题是这些仍然是一项正在进行的工作,他们还没有为那场革命做好准备。但这并不意味着他们没有具有科学影响的应用程序,其中之一与宇宙的尽头有关。
“尽管[量子设备]仍在开发中,但非平凡的问题是找到一个合适的问题来研究它们。对于古典计算机而言,这有点困难,但同时又不是太困难了,因此这些设备仍然可以说出有用的话,然后才能完全优化,依此类推。”Zlatko Popic来自利兹大学,告诉Iflscience。
量子设备使用Qubits(量子位),从而使计算可以从经典的0和1位延伸。 Papic和他的小组使用了5,564 Qubit的量子退火器来模拟一维的假真空衰减,这是宇宙末尾的可能场景(如果我们是诚实的话,我绝对是我的最爱)。
在量子力学中,只有处于最低状态(基态或真空)的领域才真正稳定。其余的可以是可稳定的,这意味着它们看起来稳定,但是他们有可能腐烂到真正的稳定状态。这被称为假真空衰减。
例如,如果宇宙的希格斯领域不处于真空状态,则可能会自发衰减。这将产生一个不断扩展的宇宙泡沫,随着宇宙的变化而改变宇宙,使我们的现实版本消失了。所有宇宙最终都会消失。
“关于真空衰减的一个重要问题确实是该过程如何发生?如果您能够放大并像视频一样观看它,那是什么实际发生的?本文的主要目标是试图了解这种基本机制是什么。” Papic教授告诉Iflscience。
Papic将过程与超冷水中发生的有趣效果进行了比较,这在下面的视频中可能会看到。水的温度低于冰点,但只要不受干扰就可以保持液体。倒入或击中它会导致其成核,然后液体变成固体。虚假的真空原理具有一些相似之处,但模拟表明,这个世界末日要复杂得多。
Papic告诉Iflscience:“我们没有真正期待的一件事是,整个过程实际上比您可能会想象的要复杂得多,或者文献中讨论了什么。” “您会得到这些大小不同的气泡,它们的大小实际上会影响它们相互互动的方式。这些气泡实际上是如何发展和碰撞等等,有一个非常复杂的过程。”
该团队现在正计划查看系统的二维版本,他们希望随着技术的进步,他们也可以创建三维版本。他们之所以没有立即在2D上开始,是因为他们仍然必须使用理论模型验证结果。在2D中,您必须信任量子设备。
Papic教授解释说:“现在我们有了这些新技术,人们确实有很多兴奋,并且确实有机会回答了使用该技术的基本物理学的一些非常困难的问题。” “这个问题是一个很好的例子。我的意思是,它已经存在了半个世纪,这是一个很难用笔和纸回答的问题。但是有了这些新技术,我们可能有机会!”
有关这项工作的论文发表在期刊上自然物理学。