Znanstvenici su postigli važan iskorak koristeći napredna IBM-ova kvantna računala za simulaciju stvaranja čestica u širećem svemiru. Ovo otkriće otvara nove mogućnosti za razumijevanje temeljnih procesa koji oblikuju svemir, označavajući značajan napredak u računalnoj fizici.
Fizičari već desetljećima pokušavaju razviti jedinstvenu kvantnu teoriju gravitacije, ali taj cilj i dalje ostaje nedostižan. Kao alternativu koriste kvantnu teoriju polja u zakrivljenom prostor-vremenu (QFTCS), pristup koji kombinira Einsteinovu opću teoriju relativnosti s kvantnom mehanikom. Ovaj model omogućuje proučavanje kvantnih učinaka u dinamičnom svemiru, bez potrebe za potpunom kvantnom teorijom gravitacije.
Korištenjem IBM-ovih naprednih kvantnih procesora, istraživači su uspješno modelirali ponašanje kvantnih polja u širećem svemiru. Njihova otkrića, objavljena u časopisu Scientific Reports, donose nove uvide u stvaranje čestica uslijed kozmičke ekspanzije.
Prevladavanje izazova kvantnog računalstva
Današnja kvantna računala još uvijek su u ranoj fazi razvoja i pripadaju takozvanoj “NISQ eri” (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Ovi sustavi su osjetljivi na smetnje iz okoline i imaju ograničen broj kubita, što otežava izvođenje preciznih izračuna.
Kako bi povećali točnost simulacija, istraživači su primijenili tehnike smanjenja pogrešaka umjesto standardnih metoda kvantne korekcije grešaka, koje zahtijevaju velik broj kubita.
“Koristili smo samo četiri kubita, po jedan za svako moguće stanje polja,” objasnio je vodeći autor Marco Díaz Maceda. “No, budući da je naš kvantni sklop sadržavao velik broj kvantnih vrata, pogreške su se s vremenom gomilale. Da bismo poboljšali pouzdanost rezultata, koristili smo tehnike smanjenja pogrešaka.”
Jedna od ključnih metoda bila je ekstrapolacija nultog šuma (ZNE), tehnika koja namjerno dodaje kontrolirane količine šuma u sustav, a zatim matematički procjenjuje rezultate koji bi bili dobiveni bez šuma.
Tim je svoju simulaciju temeljio na FLRW metričkoj jednadžbi, koja opisuje kako se svemir širi, te su prilagodili Klein-Gordonovu jednadžbu kako bi uzeli u obzir učinke zakrivljenog prostorno-vremenskog kontinuuma.
Rezultati su pokazali iznimno podudaranje s teorijskim predviđanjima, potvrđujući da kvantne simulacije mogu biti moćan alat za istraživanje složenih kozmoloških pojava.
Kako kvantna računalna tehnologija napreduje, znanstvenici očekuju još preciznije simulacije koje bi mogle razjasniti neka od najdubljih misterija svemira.
Ovo istraživanje pokazuje da kvantna računala već sada mogu igrati ključnu ulogu u razumijevanju svemira, otvarajući put prema novim otkrićima u fundamentalnoj fizici.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
