在离子阱中，几个原子突然产生了新的粒子——仿佛真空本身开始孕育物质。杜克大学和马里兰大学联合量子研究所的科学家让一个量子系统模拟了在对撞机内部以及大爆炸后最初瞬间发生的过程。
由克里斯托弗·门罗领导的团队利用一个由若干离子组成的阱来模拟弦断裂的动力学。两个相互束缚的基本粒子被拉伸，不断积累能量，直到束缚断裂并出现新的粒子。该实验描述于2026年23月发表在《自然·物理学》杂志上的一篇论文中。
这项研究是与牛津大学、加州理工学院、康奈尔大学和KU Leuven的同事合作完成的。这已经是同一现象在不同量子平台上的第三次独立演示，但却是首次在离子阱上实现，而离子阱特别适合模拟强相互作用。
想象两根橡皮筋绷在两点之间：拉得越紧，中间积累的能量就越多。某一刻橡皮筋断裂，所有积累的能量都转化为新的橡皮筋和新的端点。量子系统正是这样再现了从“无”中产生物质的过程——无需任何外部粒子源。
结果表明，即使是小型量子设备也已经能够解决经典超级计算机无法胜任的任务。它们为直接模拟大爆炸后最初几分之一秒内发生的过程开辟了道路，而这些过程至今只能在巨型加速器中研究。
据门罗所说，如果不算大爆炸本身，这类模拟为研究物质的形成提供了最好的平台。这项工作是在真实的量子硬件上完成的，并经过了顶级期刊的同行评审。
量子计算机正开始成为基础物理学的工具，而不仅仅是计算技术的工具。
