虫洞的3D表现

最近科学家们设计了一个量子实验，允许他们研究虫洞的动力学，虫洞是一种理论时空实体，首次出现在阿尔伯特·爱因斯坦1915年的引力理论或广义相对论中。虫洞是一种时空裂缝，理论上可以在一个遥远的空间区域和另一个区域之间形成桥梁，研究小组建立了一个虫洞模型，在量子处理器上运行。这使得他们能够调查物理学虫洞及其与所谓的“量子引力”的潜在联系。

“我们发现了一个量子系统，它展示了引力虫洞的关键属性，但又足够小，可以在今天的量子硬件上实现，”美国能源部科学研究办公室项目基础物理量子通信通道(QCCFP)首席研究员Maria Spiropulu在一份报告中说声明。“这项工作向使用量子计算机测试量子引力物理学的更大计划迈进了一步。”

自1935年以来，科学家们一直在对虫洞进行理论研究 阿尔伯特·爱因斯坦带着他1915年的广义相对论方程，和美籍以色列物理学家纳森·罗森一起把它们描述为穿越时空结构的隧道。

这些时空隧道后来被黑洞专家约翰·惠勒在20世纪50年代命名为“爱因斯坦-罗森桥”。

在这幅图中，中心的超大质量黑洞被流向黑洞的物质所包围，这就是所谓的吸积盘。

2013年，虫洞和纠缠量子物理学中的一个元素，表明两个粒子可以以这样一种方式联系在一起，即改变一个粒子会立即改变另一个粒子，不管它们相距多远，即使它们位于轨道的相对两侧宇宙相互隔离。

物理学家胡安·马尔达西那和李奥纳特·苏士侃将广义相对论和量子物理学这两个完全不同的世界联系起来，他们认为虫洞等同于纠缠，因为它们都描述了宇宙中遥远区域之间的联系。“这是一个非常大胆和富有诗意的想法，”斯皮罗普卢说。

2017年，Maldacena和Susskind提出的想法由哈佛大学物理学家Daniel Jafferis和他的同事进行了扩展，Daniel jaffe ris是当前研究的共同主要作者。

他们发展了一个概念，在这个概念中，负排斥能量保持虫洞打开足够长的时间，以便一些东西从一端穿过到另一端，从而创建一个可穿越的虫洞。

可穿越虫洞的概念类似于量子物理学的另一个特征，量子隐形传态，它利用纠缠的原理，通过使用光纤或通过空气来远距离传输信息。

随着加州理工学院领导的团队进行第一批实验，探索信息从空间的一点传播到另一点可以用广义相对论建立的引力语言或量子纠缠语言来描述的想法，当前的研究将虫洞和量子隐形传态之间的潜在联系进行了更详细的探索。

科学家称你进出虫洞的地方为“口”，而他们称隧道本身为“喉”

该团队首先开发了一个Sachdev–Ye–kita ev(SYK)量子系统，并将其与另一个SYK系统纠缠在一起，从而产生了一个保留引力属性的模型。

这个模型然后被简化为在传统计算机上进行机器学习的简化形式，之后科学家可以在谷歌的Sycamore量子处理器上观察到类似虫洞的动力学。

在实验中，研究小组向其中一个syk引入了一个量子位，这是量子计算的基本单位，相当于传统计算中的一个标准位。然后他们看着信息在另一个SYK出现。

用量子物理学的语言来说，这意味着信息通过量子隐形传态从一个量子系统传播到另一个量子系统。然而，在重力的语言中，这复制了一次穿越虫洞的旅程。

“量子纠缠、时空和量子引力之间的关系是基础物理学中最重要的问题之一，也是理论研究的一个活跃领域，”Spiropulu总结道。“我们很高兴迈出这一小步，在量子硬件上测试这些想法，并将继续前进。”

该团队的研究将于周四(12月1日)发表在《自然》杂志上。