Oamenii de știință au dezvoltat pentru prima dată un experiment cuantic, care a făcut posibilă studierea dinamicii unui anumit tip de gaură de vierme. Fără a traversa spațiul real, tunelul a permis teleportarea cuantică, oferind un mediu de testare puternic pentru examinarea posibilității gravitației cuantice, o teorie care oferă o imagine unificată a gravitației, care modelează structura universului la scară macroscopică, și a mecanicii cuantice, care descrie fenomenele tipice la scară atomică și subatomică.
Maria Spiropulu, cercetător principal al programului de cercetare Quantum Communication Channels for Fundamental Physics (QCCFP) al Departamentului de Energie al SUA, și Shang-Yi Ch’en, profesor de fizică la California Institute of Technology (Caltech), afirmă că au descoperit un sistem cuantic care posedă caracteristici critice identice cu o gaură de vierme gravitațională, dar care este suficient de mic pentru a putea fi rulat pe un hardware cuantic obișnuit. Această cercetare este o mică parte a unui efort mult mai mare de a testa fizica gravitației cuantice cu ajutorul calculatoarelor cuantice.
Tunelul spațiu-timp pentru „teleportarea” cuantică.
Lucrarea, care a fost publicată în revistă științifică Nature, a constat în utilizarea computerului cuantic Sycamore al Google pentru a simula două găuri negre. Sistemul a fost apoi testat prin teleportarea unui mesaj (în qubiți) pentru a vedea dacă poate comunica eficient. Faptul că transferul de informații dintr-un loc în altul poate fi explicat folosind limbajul gravitației (găuri de vierme) și al fizicii cuantice (încurcătură cuantică) indică faptul că aceste două descrieri fundamental diferite sunt compatibile una cu cealaltă.
În 2013, Juan Maldacena și Leonard Susskind au publicat o teorie care face legătura între găurile de vierme și fizica cuantică. Dacă ideea lor era corectă, aceasta ar putea însemna că particulele rămâneau conectate pe distanțe mari. În 2017, cercetătorii Jafferis, Ping Gao și Aron Wall au dus conceptul inițial cu un pas mai departe, propunând găuri de vierme traversabile de la un capăt la altul. Cercetătorii au demonstrat că o gaură de vierme traversabilă descrisă cu ajutorul gravitației este identică cu teleportarea cuantică.
Scopul noului experiment a fost de a explora dacă găurile de vierme sunt echivalente cu teleportarea cuantică, prin introducerea unui qubit în sistemul lor și monitorizarea datelor care apar de cealaltă parte. Oamenii de știință au declarat: „Informația a călătorit prin teleportare cuantică sau, vorbind în limbajul complementar gravitației, informația cuantică a trecut prin gaura de vierme traversabilă.
Relația dintre încurcătura cuantică, spațiu-timp și gravitația cuantică este una dintre cele mai importante întrebări din fizica fundamentală și un domeniu activ de cercetare teoretică”, a adăugat Spiropulu. Suntem încântați că am făcut acest mic pas spre testarea acestor idei pe un hardware cuantic și vom continua să facem acest lucru.
