北京前沿科学技术研究院 BEIJING INSTITUTE OF FRONTIER SCIENCE

谷歌量子计算机刚刚模拟出宇宙隐藏的弦结构

2025-08-30 13:47:51 前沿信息阅读

Story Source:

Materials provided byTechnical University of Munich (TUM).Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

T. A. Cochran, B. Jobst, E. Rosenberg, Y. D. Lensky, G. Gyawali, N. Eassa, M. Will, A. Szasz, D. Abanin, R. Acharya, L. Aghababaie Beni, T. I. Andersen, M. Ansmann, F. Arute, K. Arya, A. Asfaw, J. Atalaya, R. Babbush, B. Ballard, J. C. Bardin, A. Bengtsson, A. Bilmes, A. Bourassa, J. Bovaird, M. Broughton, D. A. Browne, B. Buchea, B. B. Buckley, T. Burger, B. Burkett, N. Bushnell, A. Cabrera, J. Campero, H.-S. Chang, Z. Chen, B. Chiaro, J. Claes, A. Y. Cleland, J. Cogan, R. Collins, P. Conner, W. Courtney, A. L. Crook, B. Curtin, S. Das, S. Demura, L. De Lorenzo, A. Di Paolo, P. Donohoe, I. Drozdov, A. Dunsworth, A. Eickbusch, A. Moshe Elbag, M. Elzouka, C. Erickson, V. S. Ferreira, L. Flores Burgos, E. Forati, A. G. Fowler, B. Foxen, S. Ganjam, R. Gasca, É. Genois, W. Giang, D. Gilboa, R. Gosula, A. Grajales Dau, D. Graumann, A. Greene, J. A. Gross, S. Habegger, M. Hansen, M. P. Harrigan, S. D. Harrington, P. Heu, O. Higgott, J. Hilton, H.-Y. Huang, A. Huff, W. Huggins, E. Jeffrey, Z. Jiang, C. Jones, C. Joshi, P. Juhas, D. Kafri, H. Kang, A. H. Karamlou, K. Kechedzhi, T. Khaire, T. Khattar, M. Khezri, S. Kim, P. Klimov, B. Kobrin, A. Korotkov, F. Kostritsa, J. Kreikebaum, V. Kurilovich, D. Landhuis, T. Lange-Dei, B. Langley, K.-M. Lau, J. Ledford, K. Lee, B. Lester, L. Le Guevel, W. Li, A. T. Lill, W. Livingston, A. Locharla, D. Lundahl, A. Lunt, S. Madhuk, A. Maloney, S. Mandrà, L. Martin, O. Martin, C. Maxfield, J. McClean, M. McEwen, S. Meeks, A. Megrant, K. Miao, R. Molavi, S. Molina, S. Montazeri, R. Movassagh, C. Neill, M. Newman, A. Nguyen, M. Nguyen, C.-H. Ni, K. Ottosson, A. Pizzuto, R. Potter, O. Pritchard, C. Quintana, G. Ramachandran, M. Reagor, D. Rhodes, G. Roberts, K. Sankaragomathi, K. Satzinger, H. Schurkus, M. Shearn, A. Shorter, N. Shutty, V. Shvarts, V. Sivak, S. Small, W. C. Smith, S. Springer, G. Sterling, J. Suchard, A. Sztein, D. Thor, M. Torunbalci, A. Vaishnav, J. Vargas, S. Vdovichev, G. Vidal, C. Vollgraff Heidweiller, S. Waltman, S. X. Wang, B. Ware, T. White, K. Wong, B. W. K. Woo, C. Xing, Z. Jamie Yao, P. Yeh, B. Ying, J. Yoo, N. Yosri, G. Young, A. Zalcman, Y. Zhang, N. Zhu, N. Zobrist, S. Boixo, J. Kelly, E. Lucero, Y. Chen, V. Smelyanskiy, H. Neven, A. Gammon-Smith, F. Pollmann, M. Knap and P. Roushan.Visualizing dynamics of charges and strings in (2 1)D lattice gauge theories.Nature, 4 June 2025 DOI:10.1038/s41586-25-08999-9

了解北研院

科学家利用谷歌量子处理器在揭示宇宙最深奥谜题方面取得重大突破。该团队通过模拟规范理论描述的基本相互作用，首次展示了粒子及其间连接的不可见"弦"如何运动、涨落乃至断裂。这一突破为探索粒子物理学、奇异量子材料乃至时空本身结构开辟了新途径。

"我们的工作展示了量子计算机如何帮助我们探索支配宇宙的基本规则，"合著者、慕尼黑工业大学（TUM）自然科学学院集体量子动力学教授Michael Knap说。"通过在实验室模拟这些相互作用，我们可以用新方法检验理论。"

来自谷歌量子人工智能（Google Quantum AI）的合著者Pedram Roushan强调："利用量子处理器的强大算力，我们研究了一种特定类型规范理论的动力学，并观察了粒子及其连接它们的无形'弦'如何随时间演化。"

第一作者、普林斯顿大学研究生Tyler Cochran表示："通过调整模型中的有效参数，我们可以调节弦的性质。它们可以剧烈涨落、被紧紧束缚，甚至断裂。"他解释道，量子处理器产生的数据揭示了此类弦的标志性行为，这些行为与高能粒子物理现象存在直接对应。结果突显了量子计算机在促进基础物理学及其他领域科学发现的潜力。

本研究得到了以下机构的部分支持：英国研究与创新署（UKRI）根据英国政府"地平线欧洲"资金保障计划[资助号EP/Y036069/1]；德国研究联合会（DFG）在德国卓越战略框架下（EXC-2111-390814868, TRR 360-492547816），DFG资助项目（编号KN1254/1-2, KN1254/2-1），DFG FOR 5522研究单元（项目id 499180199）；欧洲研究委员会（ERC）根据欧盟"地平线2020"研究与创新计划（资助协议号851161和771537）；欧盟（资助协议号101169765）；以及由巴伐利亚州政府通过"Hightech Agenda Bayern Plus"提供资金的慕尼黑量子谷。

信息来源

Story Source:

Materials provided byTechnical University of Munich (TUM).Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

T. A. Cochran, B. Jobst, E. Rosenberg, Y. D. Lensky, G. Gyawali, N. Eassa, M. Will, A. Szasz, D. Abanin, R. Acharya, L. Aghababaie Beni, T. I. Andersen, M. Ansmann, F. Arute, K. Arya, A. Asfaw, J. Atalaya, R. Babbush, B. Ballard, J. C. Bardin, A. Bengtsson, A. Bilmes, A. Bourassa, J. Bovaird, M. Broughton, D. A. Browne, B. Buchea, B. B. Buckley, T. Burger, B. Burkett, N. Bushnell, A. Cabrera, J. Campero, H.-S. Chang, Z. Chen, B. Chiaro, J. Claes, A. Y. Cleland, J. Cogan, R. Collins, P. Conner, W. Courtney, A. L. Crook, B. Curtin, S. Das, S. Demura, L. De Lorenzo, A. Di Paolo, P. Donohoe, I. Drozdov, A. Dunsworth, A. Eickbusch, A. Moshe Elbag, M. Elzouka, C. Erickson, V. S. Ferreira, L. Flores Burgos, E. Forati, A. G. Fowler, B. Foxen, S. Ganjam, R. Gasca, É. Genois, W. Giang, D. Gilboa, R. Gosula, A. Grajales Dau, D. Graumann, A. Greene, J. A. Gross, S. Habegger, M. Hansen, M. P. Harrigan, S. D. Harrington, P. Heu, O. Higgott, J. Hilton, H.-Y. Huang, A. Huff, W. Huggins, E. Jeffrey, Z. Jiang, C. Jones, C. Joshi, P. Juhas, D. Kafri, H. Kang, A. H. Karamlou, K. Kechedzhi, T. Khaire, T. Khattar, M. Khezri, S. Kim, P. Klimov, B. Kobrin, A. Korotkov, F. Kostritsa, J. Kreikebaum, V. Kurilovich, D. Landhuis, T. Lange-Dei, B. Langley, K.-M. Lau, J. Ledford, K. Lee, B. Lester, L. Le Guevel, W. Li, A. T. Lill, W. Livingston, A. Locharla, D. Lundahl, A. Lunt, S. Madhuk, A. Maloney, S. Mandrà, L. Martin, O. Martin, C. Maxfield, J. McClean, M. McEwen, S. Meeks, A. Megrant, K. Miao, R. Molavi, S. Molina, S. Montazeri, R. Movassagh, C. Neill, M. Newman, A. Nguyen, M. Nguyen, C.-H. Ni, K. Ottosson, A. Pizzuto, R. Potter, O. Pritchard, C. Quintana, G. Ramachandran, M. Reagor, D. Rhodes, G. Roberts, K. Sankaragomathi, K. Satzinger, H. Schurkus, M. Shearn, A. Shorter, N. Shutty, V. Shvarts, V. Sivak, S. Small, W. C. Smith, S. Springer, G. Sterling, J. Suchard, A. Sztein, D. Thor, M. Torunbalci, A. Vaishnav, J. Vargas, S. Vdovichev, G. Vidal, C. Vollgraff Heidweiller, S. Waltman, S. X. Wang, B. Ware, T. White, K. Wong, B. W. K. Woo, C. Xing, Z. Jamie Yao, P. Yeh, B. Ying, J. Yoo, N. Yosri, G. Young, A. Zalcman, Y. Zhang, N. Zhu, N. Zobrist, S. Boixo, J. Kelly, E. Lucero, Y. Chen, V. Smelyanskiy, H. Neven, A. Gammon-Smith, F. Pollmann, M. Knap and P. Roushan.Visualizing dynamics of charges and strings in (2 1)D lattice gauge theories.Nature, 4 June 2025 DOI:10.1038/s41586-25-08999-9

微信扫码分享

微信扫一扫，分享本文