研究人员使用谷歌的量子处理器模拟基础物理学，为研究宇宙的基本力和粒子提供了一种新方法。

塑造我们宇宙的基本力量是通过复杂的理论模型来解释的。这些模型众所周知难以研究，因为要准确模拟它们远远超出了传统超级计算机的处理能力。

如今，来自慕尼黑工业大学 (TUM)、普林斯顿大学和谷歌量子人工智能实验室的科学家们已经证明，量子计算机可以作为探索这一挑战性领域的有力工具，为人们了解自然界最基本组成要素的动态提供了一扇窗口。

这项发表在《自然》杂志上的研究细节标志着量子计算领域取得了重大进展。研究团队成功利用谷歌的量子处理器直接模拟基本相互作用，凸显了这一技术在未来发现方面的潜力。这种方法有助于科学家更深入地了解粒子物理学、量子材料，甚至空间和时间的本质。这项工作的核心目标是更深入地了解宇宙最基础层面的知识，这些知识通过被称为规范理论的数学框架来描述。

在实验室测试宇宙的法则

“我们的研究表明，量子计算机如何帮助我们探索支配我们宇宙的基本规则，”论文合著者、慕尼黑工业大学自然科学学院集体量子动力学教授迈克尔·克纳普说道。“通过在实验室模拟这些相互作用，我们可以用新的方式来检验理论。”

本文的共同作者、来自谷歌量子人工智能（Google Quantum AI）的佩德拉姆·鲁尚（Pedram Roushan）强调：“我们利用量子处理器的强大功能，研究了一种特殊类型的规范理论的动力学，并观察了粒子和连接它们的隐形‘弦’如何随时间演化。”

论文第一作者、普林斯顿大学研究生泰勒·科克伦说：“通过调整模型中的有效参数，我们可以调整弦的属性。弦可以剧烈波动、受到严格限制，甚至断裂。”他解释说，量子处理器所得数据揭示了弦的标志性行为，这与高能粒子物理学中的现象有着直接的类比关系。这些结果强调了量子计算机在促进基础物理学乃至更多领域科学发现方面的潜力。

参考文献：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和P. Roushan于2025年6月4日在《自然》杂志上发表的“(2+1)D格点规范理论中电荷和弦动力学的可视化”。 DOI：10.1038/s41586-025-08999-9

不要错过任何一项突破：订阅SciTechDaily新闻简报。