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【环球速看料】首次在量子计算机中重现可穿越的虫洞

2023-03-06 19:02:06| 来源: 互联网|

(资料图片仅供参考)

虫洞是科幻小说的主要内容，它们有可能存在于真实的宇宙中。但是它们将如何工作呢?物理学家现在使用量子处理器来模拟可穿越的虫洞，在两个量子系统之间传送信息。

在小说中，虫洞通常被描绘成连接空间中两个遥远点的隧道，允许在宇宙中瞬间旅行。但是，尽管虫洞看起来只不过是一个方便的故事装置，但在现实中却令人惊讶地合理。爱因斯坦本人提出它们的存在是他的广义相对论的一个特征，几十年来，科学家们一直在研究我们在哪里以及如何找到它们。

但它们的特性仍然知之甚少，有几个相互冲突的模型都是可能的。这就产生了一个悖论——要发现更多，我们需要观察真正的虫洞，但要观察它们，我们需要发现更多，这样我们才能知道要寻找什么。计算机模拟可以帮助打破循环，允许物理学家测试不同模型的虫洞，看看它们的行为。

在这项新研究中，科学家们首次实现了这一目标。这种模拟不能在任何旧计算机上运行 - 它需要量子计算机的强大功能，量子计算机利用量子物理学的奇怪领域来执行传统计算机无法企及的计算。

该团队正在研究虫洞和量子物理学之间的有趣相关性 - 虫洞在眨眼间将东西发送到宇宙的想法听起来很可疑，就像量子隐形传态一样，信息可以立即在两个纠缠的粒子之间发送，无论它们相距多远。

使用谷歌的Sycamore量子处理器，来自加州理工学院，哈佛大学，费米实验室和谷歌的科学家首次模拟了虫洞。关键是一个被称为SYK的已建立模型，可以模拟量子引力效应 - 在这种情况下，团队将两个简化的SYK系统纠缠在一起，然后将量子比特(量子比特)信息发送到其中一个。

果然，信息是从第二个系统中出来的。这不仅展示了量子隐形传态，而且由于两个SYK模型也模拟了量子引力，因此它是对可穿越虫洞在现实世界中如何工作的现实模拟。

长期以来，人们一直预测，要保持虫洞打开足够长的时间以便某些东西通过，它需要受到负能量的冲击。在模拟中，研究小组测试了这个想法，发现虫洞特征只有在用模拟的负能量脉冲击中它时才有效 - 而不是正能量。该团队表示，这验证了该模型所代表的不仅仅是一个标准的量子隐形传态事件。

当然，这远非穿越时空的实际隧道，但研究小组表示，这个模型可以帮助物理学家探测现实世界虫洞的特性，如果它们存在的话。这可以促进我们对它们的理解，以至于我们最终会弄清楚如何在宇宙中寻找它们。

“我们发现了一个量子系统，它表现出引力虫洞的关键特性，但足够小，可以在今天的量子硬件上实施，”该研究的首席研究员Maria Spiropulu说。“这项工作是朝着使用量子计算机测试量子引力物理学的更大计划迈出的一步。它不能像其他计划中的实验那样取代量子引力的直接探测，这些实验可能在未来使用量子传感探测量子引力效应，但它确实提供了一个强大的测试平台来练习量子引力的想法。

标签：量子引力量子计算机隐形传态物理学家

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