Een “wormgat” gebaseerd op informatie geteleporteerd door een kwantumcomputer is zoals verwacht: ScienceAlert

Voor het eerst hebben wetenschappers een Kwantitatieve statistieken Een experiment om de dynamiek van wormgaten te bestuderen – elke kortere weg door ruimte-tijd die de kosmische snelheidslimieten van de relativiteitstheorie kan omzeilen.

Wormgaten zijn traditioneel het spul van sciencefiction, te beginnen met De wilde trip van Jodie Foster Contact naar mij Tijdbuigende plot in wendingen Interstellair. Maar de onderzoekers achter het experiment, Gerapporteerd in het nummer van 1 december van het tijdschrift natuurIk hoop dat hun werk natuurkundigen zal helpen dit fenomeen echt te bestuderen.

“We hebben een kwantumsysteem gevonden dat de belangrijkste eigenschappen van een zwaartekrachtwormgat vertoont, maar toch klein genoeg is om toepasbaar te zijn op huidige kwantumapparaten”, zegt natuurkundige Maria Spiropolou van Caltech. zei hij in een persbericht. spiropolo natuur De hoofdauteur van het artikel is de hoofdonderzoeker van een federaal gefinancierd onderzoeksprogramma dat bekend staat als Kwantumcommunicatiekanalen voor fundamentele fysica.

Pak nu niet je koffers voor Alpha Centauri: deze wormgatsimulator is niets meer dan een simulatie Computer gegenereerd zwart gat of een supernova.

En natuurkundigen zien nog steeds geen enkele voorwaarde waaronder een doorkruisbaar wormgat zich daadwerkelijk zou kunnen vormen. Iemand moet creëren negatieve energie eerst.

Peter Witt, theoretisch fysicus van Columbia University, waarschuwde ervoor om niet te veel op de onderzoeksschaal te doen.

“De bewering dat ‘natuurkundigen een wormgat creëren’ is complete onzin, met de massale campagne om het publiek hierover te misleiden een schande, en uiterst onbruikbaar voor de geloofwaardigheid van natuurkundig onderzoek in het bijzonder en wetenschap in het algemeen,” schreef op zijn blogwat niet eens een fout wordt genoemd.

Het hoofddoel van het onderzoek was om licht te werpen op een concept dat bekend staat als Quantum zwaartekrachtdie proberen theorieën te verenigen algemene relativiteit en kwantummechanica.

Deze twee theorieën hebben uitstekend uitgelegd hoe zwaartekracht respectievelijk werkt en hoe de subatomaire wereld is gestructureerd, maar ze passen niet goed bij elkaar.

Een van de grote vragen gaat over de vraag of wormgat-teleportatie de principes achter quantum computing zou kunnen volgen wirwar.

Dit kwantumfenomeen wordt beter begrepen en is dankzij Nobelprijs winnend onderzoek: omvat het koppelen van subatomaire deeltjes of andere kwantumsystemen op een manier die mogelijk maakt wat Albert Einstein noemde “Enge actie op afstand.”

Spiropolou en haar collega’s, waaronder hoofdauteurs Daniel Jafferis en Alexander Zlokaba, creëerden een computermodel dat de fysica van Kwantumverstrengeling voor gatendynamiek.

Hun programma was gebaseerd op een theoretisch kader dat bekend staat als Sachdev-Ye-Kitaev-modelof SYK.

De grote uitdaging was dat het programma op schaal moest worden geïmplementeerd kwantumcomputer. De Google Sycamore kwantumverwerkingschip Ze was sterk genoeg om de taak over te nemen met behulp van een conventionele machinaal leren Hulpmiddelen.

“We hebben ingehuurd [machine] leertechnieken om een ​​eenvoudig SYK-achtig kwantumsysteem te vinden en voor te bereiden dat kan worden gecodeerd in bestaande kwantumarchitecturen en dat de zwaartekrachteigenschappen zou behouden, ” Spiropolo Hij zei.

Met andere woorden, we vereenvoudigden de microscopische beschrijving van het SYK-kwantumsysteem en bestudeerden het resulterende effectieve model dat we vonden in een kwantumprocessor.

De onderzoekers stopten een quantumbit, of qubit, van gecodeerde informatie in een van de twee verstrengelde systemen – en keken vervolgens hoe de informatie uit het andere systeem tevoorschijn kwam. Vanuit hun oogpunt was het alsof er een qubit tussendoor passeerde zwarte gaten door een wormgat.

“Het heeft lang geduurd om tot de uitslag te komen, en we hebben onszelf verrast met het resultaat”, Hij zei Caltech-onderzoeker Samantha Davis, een van de co-auteurs van de studie.

Het team ontdekte dat de wormgat-simulatie ervoor zorgde dat informatie van het ene systeem naar het andere kon stromen wanneer het gecomputeriseerde equivalent van negatieve energie werd toegepast, maar niet wanneer in plaats daarvan positieve energie werd toegepast. Dit komt overeen met wat theoretici zouden verwachten van een wormgat in de echte wereld.

Naarmate kwantumcircuits complexer worden, proberen onderzoekers simulaties met hoge resolutie uit te voeren van het gedrag van wormgaten, wat zou kunnen leiden tot nieuwe wendingen in fundamentele theorieën.

“De relatie tussen kwantumverstrengeling, ruimte-tijd en kwantumzwaartekracht is een van de belangrijkste vragen in de fundamentele natuurkunde en een actief gebied van theoretisch onderzoek”, zei Spiropolo. Hij zei.

“We zijn verheugd om deze kleine stap te zetten in de richting van het testen van deze ideeën op kwantumapparaten en zullen dat blijven doen.”

Naast Jafferis, Zlokapa, Spiropulu en Davis, mijn auteurs natuur getiteld papier “Dynamiek van een intrekbaar wormgat op een kwantumprocessor”, Onder hen zijn Joseph Leiken, David Kolchmer, Nikolai Lacke en Hartmut Nevin.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd door het universum vandaag. Lees de Het originele artikel.