Quantencomputer simulieren Teilchenerzeugung im expandierenden Universum

Forscher haben erfolgreich die Teilchenerzeugung in einem expandierenden Universum mithilfe von IBMs Quantencomputern simuliert. Die in Scientific Reports veröffentlichte Studie markiert einen Schritt bei der Nutzung digitaler Quantensimulationen zur Erforschung kosmologischer Phänomene. Unter Verwendung von nur vier Qubits und Fehlerbehebungstechniken simulierte das Team die Teilchenerzeugung mithilfe der Friedman-Lemaître-Robertson-Walker-Metrik (FLRW), die ein gleichförmiges und sich ständig ausdehnendes Universum beschreibt. Sie modifizierten die Klein-Gordon-Gleichung, um die Auswirkungen der gekrümmten Raumzeit widerzuspiegeln. Die Simulationen demonstrierten die Teilchenerzeugung in einem expandierenden Universum und stimmten mit theoretischen Vorhersagen überein. Die Forschung deutet darauf hin, dass digitale Quantensimulationen praktikable Werkzeuge zur Untersuchung komplexer kosmologischer Prozesse sind und Einblicke in grundlegende Prozesse bieten, die den Kosmos formen. Mit dem Fortschritt des Quantencomputings könnten diese Simulationen leistungsfähiger werden, um die Geheimnisse des Universums zu erforschen.