虫洞是科幻做品的主打,并且有可能存在于现实宇宙中。但它们会若何工做呢?物理学家如今用一个量子处置器来模仿一个可穿越的虫洞,在两个量子系统之间传送信息。在小说中,虫洞凡是被描述为毗连空间中两个遥远点的隧道,允许霎时穿越宇宙。但是,固然它们可能看起来只是一个便利的故事安装,但虫洞在现实中却出奇的合理。
爱因斯坦本人在他的广义相对论中提出了它们的存在,尔后的几十年里,科学家们不断在研究我们可能在哪里以及若何找到它们。
但对它们的特征仍然知之甚少,几种彼此矛盾的模子都有可能。那就产生了一个悖论--为了找出更多的常识,我们需要对实正的虫洞停止不雅测,但为了不雅测它们,我们又需要找出更多的工具,如许我们就晓得要寻找什么。计算机模仿能够帮忙突破那一怪圈,让物理学家测试差别的虫洞模子,以察看它们可能会有什么表示。
在新的研究中,科学家初次实现了那一点。不外那种模仿不克不及在通俗的计算机上运行--它需要量子计算机的力量,量子计算机能够进入量子物理学的奇异范畴,停止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联系关系--虫洞在眨眼间将工具送过宇宙的设法听起来很像量子传送,在那里,信息能够在两个纠缠的粒子之间立即发送,无论它们相距多远。
来自加州理工学院、哈佛大学、费米尝试室和Google的科学家操纵Google的Sycamore量子处置器初次模仿了虫洞。关键是一个被称为SYK的既定模子,它能够模仿量子引力效应--在那种情况下,研究小组将两个简化的SYK系统纠缠在一路,然后将一个量子比特(qubit)的信息发送到此中一个。
公然,该信息从第二个系统中呈现了。那不只证了然量子传送,并且因为那两个SYK模子也模仿了量子引力,它是对现实世界中可穿越的虫洞若何工做的现实模仿。
持久以来,人们不断预测,为了使虫洞连结足够长的开放时间,以便有工具通过,它需要遭到负能量爆炸的冲击。在模仿中,研究小组测试了那一设法,并发现只要当他们用模仿的负能量脉冲击中它时,虫洞的特征才会起感化--但不是正能量。该团队说,那验证了该模子所代表的不单单是一个尺度的量子传送事务。
当然,那与现实的时空隧道相去甚远,但该团队暗示,若是现实世界的虫洞存在的话,那个模子能够帮忙物理学家探测其特征。那可能会促进我们对它们的理解,以致于我们最末会研究出若何在宇宙中寻找它们。
那项研究的次要研究人员玛丽亚-斯皮罗普鲁说:"我们发现了一个量子系统,它表示出引力虫洞的关键特征,但又足够小,能够在当今的量子硬件上实现。那项工做构成了向利用量子计算机测试量子引力物理学的更大方案迈出的一步。它其实不像其他方案中的尝试那样替代对量子引力的间接探测,那些尝试可能在将来利用量子传感来探丈量子引力效应,但它确实供给了一个强大的测试平台来熬炼量子引力的设法。"
该研究颁发在《天然》杂志上。
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