量子模擬揭密：宇宙可能像紙牌屋一樣瞬間崩塌

物理學家最近完成了一項突破性的宇宙模擬實驗，解開了宇宙最令人費解的謎團之一：我們是否生活在一個脆弱、暫時的狀態中，隨時可能崩塌成更穩定的現實？透過強大的量子機器，研究團隊觀察到代表宇宙轉變的氣泡閃現，讓我們得以一窺可能改寫現實結構的過程。這項研究不僅揭開宇宙奧秘，更預示著量子計算的革命，甚至可能重新定義我們對時間、空間和科技的理解。

約50年前，理論物理學家提出假說，認為我們的宇宙可能被困在「假真空」中——這是一種看似穩定但實際上是暫時的狀態。根據這個理論，宇宙隨時可能過渡到更穩定的「真真空」狀態。若此情況發生，現實的基本結構將瞬間劇變，改變構成萬物的基本力和粒子。科學家認為這種轉變在短期內發生的機率極低，但可能在數百萬甚至數十億年的時間尺度上發生。

由英國裡茲大學的Zlatko Papic教授和德國於利希研究中心的Jaka Vodeb博士領導的國際團隊，利用強大的量子模擬技術探索假真空衰變的可能過程。這項發表在《自然物理》期刊的研究，使用D-Wave公司設計的5564量子位元退火器，模擬假真空中的氣泡行為。

「我們談論的是宇宙完全改變其結構的過程，」論文主要作者Papic教授解釋，「基本常數可能瞬間改變，我們所知的世界會像紙牌屋一樣崩塌。我們真正需要的是可控實驗來觀察這個過程並確定其時間尺度。」

研究團隊將量子位元配置成代表假真空的特定狀態，透過精確控制系統觸發從假真空到真真空的轉變。這項實驗不僅為早期宇宙的量子行為提供新見解，也展示了量子退火器在研究非平衡量子系統和相變方面的獨特能力。

共同作者Jean-Yves Desaules博士將此現象比喻為雲霄飛車：「就像有多個低谷但只有一個真正最低點的軌道，量子力學允許宇宙最終穿隧到最低能量狀態或『真真空』，這個過程將導致災難性的全球事件。」

這項由英國工程與物理科學研究委員會(EPSRC)和利華休姆信託基金資助的研究顯示，探索宇宙起源和命運不一定需要像歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機這樣造價高昂的實驗設施。Papic教授興奮地表示：「這些新工具就像桌面『實驗室』，讓我們能理解宇宙的基本動力學過程。」

除了宇宙學意義，這項研究對量子計算的發展也有實際影響。研究人員認為，理解假真空中的氣泡相互作用，可改進量子系統的錯誤處理和複雜計算能力，使量子計算更有效率。Vodeb博士總結道：「這些突破不僅拓展科學知識邊界，更為密碼學、材料科學和節能計算等領域的未來技術鋪路。」