研究人员首次使用谷歌的Sycamore量子计算机模拟了一个简化的虫洞,并通过它发送了一条量子信息。虫洞是一种理论上的通道,可以在时空中创造捷径。虽然这条隧道并不是穿过实际的太空,但科学家们是通过模拟系统中的两个黑洞(每边一个)来实现的,并利用它来“传送”信息。自近100年前提出全息虫洞的想法以来,科学家们将首次能够分析出这条通道是如何运作的。
虫洞是一种可以在时空折叠时形成的桥梁。时空是构成空间的三维“织物”,它可以被扭曲和扭曲。该通道被描述为连接时空中两个遥远部分的结构,作为从一个部分到另一个部分的捷径。这些点可能相距数十亿光年。虽然阿尔伯特·爱因斯坦和物理学家内森·罗森在1935年提出了被称为爱因斯坦-罗森桥的理论,但这个想法最早是在1928年由德国数学家赫尔曼·魏尔提出的。
虽然真正的虫洞是由重力驱动的,但全息创造使用的是量子效应,《新科学家》报告。研究小组使用了一个量子位——相当于传统硅基计算机中一个比特的量子——并观察了它向下一个系统的移动。
量子比特通过量子隐形传态移动,这是一种通过量子纠缠粒子在两个遥远的位置之间发送量子态信息的过程。无论粒子之间的距离有多远,它们都可以在瞬间相互作用并共享它们的物理状态。
加州理工学院的前本科生亚历山大·兹洛卡帕(Alexander Zlokapa)在他的学士论文中开始了这个项目,他在一份声明中说:“我们进行了一种量子隐形传态,相当于引力图中的可穿越虫洞。”为了做到这一点,我们必须将量子系统简化到最小的例子,以保持引力特征,这样我们就可以在Sycamore量子处理器上实现它。物理学家报告说,虫洞的行为符合引力和量子物理学的预期。
由于实验中使用的量子系统相当小,它不会教给我们任何我们不知道的东西,也不会计算出我们目前掌握的计算能力无法实现的东西。然而,它为这个方向的未来工作奠定了基础,并将帮助我们测试量子引力理论,在量子引力理论中,广义相对论和量子力学可以一起研究。