Международная группа исследователей, включающая специалистов из Технического университета Мюнхена, Принстонского университета и подразделения Google Quantum AI, совершила прорыв в изучении фундаментальных законов физики. С помощью квантового компьютера Google ученые впервые смогли успешно смоделировать сложнейшие взаимодействия, которые описываются так называемыми калибровочными теориями — математическим аппаратом, лежащим в основе фундаментальных сил природы.
Такие симуляции считались недоступными для классических суперкомпьютеров из-за их чрезвычайной сложности. Результаты исследования, опубликованные в авторитетном научном журнале Nature, знаменуют важный шаг в развитии квантовых вычислений. Этот подход открывает новые горизонты для изучения физики элементарных частиц, квантовых материалов и даже самой природы пространства-времени.
По словам одного из авторов работы, профессора Михаэля Кнапа, это достижение наглядно демонстрирует, как квантовые компьютеры могут помочь в исследовании базовых правил, управляющих нашей Вселенной. Создавая симуляции фундаментальных взаимодействий в лабораторных условиях, ученые получают возможность проверять существующие теории совершенно новыми способами. Представители Google Quantum AI подчеркнули, что мощность их квантового процессора позволила детально изучить динамику калибровочной теории и пронаблюдать, как элементарные частицы и связывающие их невидимые «струны» изменяются с течением времени.
Ведущий автор исследования, аспирант Тайлер Кокран из Принстона, уточнил, что в ходе эксперимента ученые могли управлять свойствами этих гипотетических «струн», изменяя параметры модели. Они наблюдали, как струны могут сильно колебаться, становиться жестко ограниченными или даже разрываться. Данные, полученные с помощью квантового процессора, выявили характерные особенности поведения этих структур, которые имеют прямые аналогии с реальными явлениями в физике высоких энергий, что подтверждает огромный потенциал квантовых компьютеров для будущих научных открытий.
