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科学家似乎发现一个可穿越的“虫洞”,这是历史上巨大的飞跃

时间:2022-12-05 09:41:44 来源:www.lukongsong.com 人气:

本站内每天提供相关有趣好玩的资讯信息,让你随时了解更多有趣的信息,大量的帖子每天都在不断更新,欢迎来观看。一起发现更多的精彩,感受更多的乐趣。全息虫洞研究登上 Nature 封面,还被 Quanta Magazine 称为“有史以来创造出的第一个虫洞”。...

此前在 2019 年,谷歌的研究人员就在实验室里捣鼓虫洞相关研究了。
没想到现在,科学家们不仅创造出了虫洞,还观察到了信息在虫洞之间传递的现象 ——
他们在一个 9 量子位电路上,构造了一个稀疏 Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型,并观察到了虫洞的特征。
不过,先别急着幻想“空间跳跃”。
与我们想象中的引力虫洞不同,这个虫洞是量子虫洞,并不能穿越时空。
这次全息虫洞的进展,在于成功地将量子态通过虫洞,由一个量子系统传递到了另一个量子系统。
那么,这个量子虫洞究竟是什么,它又是如何被模拟出来的?

虫洞是爱因斯坦和内森・罗森提出的一种理论,被假设为黑洞和白洞的连接。
它就像是一个通道一样,其特性是可以在另一边得到一个所谓的“镜射宇宙”。
但随着研究的深入,虫洞也被分成了很多类型。



人们想象中可以做时空旅行的“引力虫洞”,更直观的称呼是“时空洞”;至于量子态的量子虫洞,则被称之为“微型虫洞”,两者有很大的差异。
所以,为什么科学家们要这么执着于研究量子虫洞?
这是因为,广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间,但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。
这两个学说对量子引力的理论没有达成一个共识,解决办法之一就是证明全息原理(holographic principle),即用一个低维量子系统来描述一个涉及引力的系统。
全息原理中一个非常热门的实现就是AdS/CFT对偶(反德西特 / 共形场论对偶),它将量子场论和量子引力两种理论联系在了一起。
如果能想办法证明 AdS / CFT 理论猜想,那么就相当于证明了全息原理,进而将量子引力研究推动一大步。
这次登上 Nature 封面的“虫洞”,也是通过谷歌量子计算机模拟出来的量子虫洞,而且还是二维时空的。
科学家们长期以来一直在对“虫洞”进行更深入的了解,现在看来正在取得进展。据报道,本周三,研究人员宣布,他们在量子计算机中制造了两个微小的模拟黑洞——这些密度极高的天体,引力强大到连光都无法逃脱,并建立了一个“虫洞”在它们之间传递信息。
人类对虫洞的了解在不断加深。
该成果发布在《自然》杂志上,这个项目的参与者,美国加州理工学院物理学家玛丽亚斯皮罗普鲁表示,这是一个“婴儿虫洞”,距离通过这样的入口将人或其他生物进行传送还有很长的路要走。
斯皮罗普鲁在接受采访时表示:“我只能告诉你,要达到科幻那样的效果还非常非常遥远。有人问我你能把你的狗放进‘虫洞’吗?我说不能。不过,这是一个巨大的飞跃。”
美国粒子物理和加速器实验室费米实验室的物理学家和研究参与者约瑟夫莱肯补充:“原理上可能的东西和现实中可能的东西之间有区别。但我们已经从某个地方开始了研究,这让人兴奋。”
斯皮罗普鲁说,研究人员发现了一种量子系统,它显示出“引力虫洞”的关键特性,但足够小,可以在现有的量子硬件上实现。
研究人员表示,实验中没有在物理空间中产生时空断裂,但基于量子处理器上使用量子码传送的量子信息,似乎出现了一个可穿越的“虫洞”。
“(穿越)这些想法已经存在了很长时间。”莱肯说,“但最终,我们仍然是在实验科学领域。我们也一直在努力寻找在实验室中探索这些想法的方法。这不仅仅是‘好吧,虫洞很酷’,这是一种在实验环境中看待宇宙中基本问题的方法。”
虫洞——空间和时间上的断裂,被认为是宇宙中两个遥远区域之间的桥梁。科学家称他们为“爱因斯坦-罗森桥”,以表达对两位物理学家阿尔伯特爱因斯坦和内森罗森的敬意。
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