W pułapce jonowej kilka atomów nagle wygenerowało nowe cząstki — tak, jakby próżnia sama zaczęła rodzić materię. Naukowcy z Uniwersytetu Duke'a i Wspólnego Instytutu Kwantowego przy Uniwersytecie Maryland sprawili, że układ kwantowy zaczął symulować proces zachodzący w głębi zderzaczy i w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu.
Zespół pod kierownictwem Christophera Monroe'a wykorzystał pułapkę złożoną z kilku jonów, aby zamodelować dynamikę rozrywania strun. Dwie związane cząstki fundamentalne rozciągały się, gromadząc energię, aż wiązanie pękło i pojawiły się nowe cząstki. Eksperyment opisano w artykule opublikowanym 23 września 2026 roku w czasopiśmie Nature Physics.
Badanie przeprowadzono wspólnie z kolegami z Oksfordu, Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego, Cornell i KU Leuven. To już trzecia niezależna demonstracja tego samego zjawiska na różnych platformach kwantowych, ale pierwsza — na pułapce jonowej, która szczególnie dobrze nadaje się do modelowania oddziaływań silnych.
Wyobraźcie sobie dwie gumowe nitki rozpięte między dwoma punktami: im mocniej się je rozciąga, tym więcej energii gromadzi się w środku. W pewnym momencie nitki pękają, a cała zgromadzona energia zamienia się w nowe nitki i nowe punkty. Właśnie w ten sposób układ kwantowy odtworzył narodziny materii z „niczego” — bez żadnego zewnętrznego źródła cząstek.
Wyniki pokazują, że nawet niewielkie urządzenia kwantowe potrafią już rozwiązywać zadania niedostępne dla klasycznych superkomputerów. Otwierają drogę do bezpośredniego modelowania procesów, które zachodziły w pierwszych ułamkach sekundy po Wielkim Wybuchu i które wciąż bada się wyłącznie w gigantycznych akceleratorach.
Według Monroe'a takie symulacje dają najlepszą platformę do badania powstawania materii, jeśli nie liczyć samego Wielkiego Wybuchu. Praca została wykonana na rzeczywistej aparaturze kwantowej i przeszła recenzję w wiodącym czasopiśmie.
Komputery kwantowe zaczynają stawać się narzędziem fizyki fundamentalnej, a nie tylko techniki obliczeniowej.
