В ионной ловушке несколько атомов внезапно породили новые частицы — так, словно пустота сама начала рождать материю. Ученые из Университета Дьюка и Объединенного квантового института при Мэрилендском университете заставили квантовую систему имитировать процесс, который происходит в недрах коллайдеров и в первые мгновения после Большого взрыва.
Команда под руководством Кристофера Монро использовала ловушку из нескольких ионов, чтобы смоделировать динамику разрыва струн. Две связанные фундаментальные частицы растягивались, накапливая энергию, пока связь не обрывалась и не появлялись новые частицы. Эксперимент описан в статье, опубликованной 23 сентября 2026 года в журнале Nature Physics.
Исследование провели совместно с коллегами из Оксфорда, Калифорнийского технологического института, Корнелла и KU Leuven. Это уже третья независимая демонстрация того же явления на разных квантовых платформах, но первая — на ионной ловушке, которая особенно хорошо подходит для моделирования сильных взаимодействий.
Представьте две резиновые нити, натянутые между двумя точками: чем сильнее их растягивают, тем больше энергии накапливается в середине. В какой-то момент нити рвутся, и вся накопленная энергия превращается в новые нити и новые точки. Именно так квантовая система воспроизвела рождение материи из «ничего» — без всякого внешнего источника частиц.
Результаты показывают, что даже небольшие квантовые устройства уже способны решать задачи, недоступные классическим суперкомпьютерам. Они открывают путь к прямому моделированию процессов, которые происходили в первые доли секунды после Большого взрыва и которые до сих пор изучают только в гигантских ускорителях.
По словам Монро, такие симуляции дают лучшую платформу для изучения образования материи, если не считать самого Большого взрыва. Работа выполнена на реальной квантовой аппаратуре и прошла рецензирование в ведущем журнале.
Квантовые компьютеры начинают становиться инструментом фундаментальной физики, а не только вычислительной техники.
