科学家创建了一个全息虫洞,并通过它发送了一条信息
美国的一个合作研究团队创建了一个全息虫洞,并通过它发送了一条消息。这是有关量子处理器上全息虫洞的量子模拟的第一份已知报告。
爱因斯坦的广义相对论有助于我们理解物理世界,例如具有高能量或物质密度的天文物体。另一方面,量子力学描述了原子和亚原子尺度上的物质。
但是,这两种理论从根本上是不相容的,全息原理是可以帮助我们将两者结合起来的指南。
根据这一原则,包括两者的理论量子力学重力可以完全等于包含量子力学但不包含重力的重力。这被称为对偶,其尺寸比其重力对应物少。研究人员使用量子计算机创建了全息图,其对偶是虫洞。
爱因斯坦对黑洞的看法
要理解这项研究的意义,我们需要回到爱因斯坦在广义相对论背景下对黑洞的研究。爱因斯坦与他的合作者纳森·罗森说,黑洞有一个内部区域,没有任何东西可以逃脱,还有一个外部区域,仍然可以逃脱。两者之间的分界被称为事件视界。
爱因斯坦和罗森意识到,黑洞不仅有一个,而且还有两个外部区域,这些区域由一种虫洞连接起来,现在被称为爱因斯坦-罗森桥。然而,爱因斯坦并不认为一个人可以通过虫洞从一个外部区域传播到另一个外部区域。
尽管如此,如果一个人从一个外部区域越过事件视界,交互仍然是可行的 (即使非常短暂!) 和一个在遇见死亡之前从另一个外部区域跳下的人在一起。
爱因斯坦在量子力学方面的工作也谈到了量子纠缠,其中量子系统中的物体以非经典模式链接在一起,即使它们相距很远。
早在爱因斯坦时代,虫洞和量子纠缠被认为是分开的,后者不能用于发送消息。多年来的研究表明,黑洞的两个外部通过量子纠缠连接,并且无法从一个外部传播到另一个外部被认为是使用量子纠缠的全息对偶发送消息。
研究人员现在假设,如果可以使黑洞的两个外部相互作用,则也可以用来在它们之间发送消息。发生这种情况是因为在外部相互作用期间,虫洞会打开并短暂地可以穿越。
为了证明这一点,可以在纠缠状态下使用量子计算机的两半,使它们是黑洞外部的全息对偶,通过虫洞连接并发送消息。
由加利福尼亚理工学院玛丽亚Spiropulu领导的研究小组对由九个量子位 (量子位) 组成的量子系统进行了模拟。看到他们通过一半发送的消息出现在另一半时。
由于实验中使用的量子系统很小,因此它不会教给我们任何我们不知道的东西,也不会计算出如今我们无法使用的计算能力。然而,它为今后在这个方向上的工作奠定了基础,并将帮助我们检验量子引力,其中广义相对论和量子力学都可以一起研究。