Quantencomputer k枚nnen grundlegende Physik simulieren
Einblick in die fundamentalen Bausteine der Natur
Damit ist auch eine praktische Anwendung dieser neuen Technologie gelungen. Dieses Forschungsergebnis stellt somit einen wichtigen Schritt in der Quanteninformatik dar und zeigt ihr Potenzial. In Zukunft k枚nnten Forschende damit tiefere Einblicke in die Teilchenphysik, Quantenmaterialien und sogar die Natur von Raum und Zeit selbst gewinnen. Es geht also um das Verst盲ndnis der Funktionsweise der Natur auf ihrer grundlegendsten Ebene, wie sie von sogenannten Eichtheorien beschrieben wird.
贵眉谤 die direkte Simulation dieser fundamentalen Wechselwirkungen nutzten die Forschenden den Quantenprozessor von Google, einen hochmodernen supraleitenden Chip, der nicht mit den klassischen Einheiten 0 und 1 rechnet, sondern mit sogenannten Qubits, die auf den Gesetzen der Quantenmechanik basieren. In der im Fachjournal Nature ver枚ffentlichten Studie konnten die Forschenden zeigen, wie sich sogenannte Strings verhalten.
Die grundlegenden Regeln des Universums bestimmen
鈥濽nsere Arbeit zeigt, wie Quantencomputer uns helfen k枚nnen, die grundlegenden Regeln zu erforschen, die unser Universum bestimmen鈥�, sagt Mitautor Michael Knap, Professor f眉r Kollektive Quantendynamik an der TUM School of Natural Sciences. 鈥濪urch die Simulation dieser Wechselwirkungen im Labor k枚nnen wir Theorien auf neue Weise testen.鈥�
Tyler Cochran, Erstautor und Doktorand in Princeton, sagt: 鈥濪urch die Anpassung der effektiven Parameter im Modell konnten wir die Eigenschaften der Strings abstimmen. Sie k枚nnen stark schwanken, sich eng zusammenziehen oder sogar zerbrechen.鈥� Die Daten aus dem Quantenprozessor offenbarten die charakteristischen Verhaltensweisen solcher Strings, die direkte Analogien zu Ph盲nomenen in der Hochenergie-Teilchenphysik aufweisen.
Mitautor Pedram Roushan, von Google Quantum AI erg盲nzt: 鈥濽nter Nutzung der Leistungsf盲higkeit des Quantenprozessors haben wir die Dynamik untersucht und beobachtet, wie sich Teilchen und die unsichtbaren 鈥歋trings鈥�, die sie verbinden, im Laufe der Zeit entwickeln.鈥�
T. A. Cochran, B. Jobst, E. Rosenberg, et al. Visualizing Dynamics of Charges and Strings in (2+1)D Lattice Gauge Theories, ver枚ffentlicht in Nature, 4. Juni 2025 鈥� DOI:
Die Forschung wurde teilweise von UK Research and Innovation (UKRI) im Rahmen der F枚rdergarantie 鈥濰orizon Europe鈥� der britischen Regierung [F枚rdernummer EP/Y036069/1], der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der deutschen Exzellenzstrategie 鈥� EXC 鈥� 2111 鈥� 390814868, TRR 360 鈥� 492547816, DFG-F枚rdernummern KN1254/1-2, KN1254/2-1, DFG FOR 5522 Forschungsgruppe (Projekt-ID 499180199), dem Europ盲ischen Forschungsrat (91桃色) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms 鈥濰orizont 2020鈥� der Europ盲ischen Union (F枚rdervereinbarung Nr. 851161 und Nr. 771537), der Europ盲ischen Union (F枚rdervereinbarung Nr. 101169765) sowie dem , das von der Bayerischen Staatsregierung mit Mitteln aus der Hightech Agenda Bayern Plus gef枚rdert wird.
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