399718奇闻趣事网BALI @ 2024.04.09 , 07:04
谷歌量子计算机暗示虫洞可能真实存在
科学家利用谷歌量子计算机模拟虫洞行为，为探索虫洞真实性提供了新思路，或将有助于研究量子引力理论。
阿尔伯特·爱因斯坦被公认为有史以来最有影响力的物理学家之一。他创立了各种相对论，这些理论控制着以极快速度移动的物质的行为，并重新构想了引力作为空间和时间弯曲的力量。他还在量子力学的特异性上写得很多，认为它在根本上是错误的，但同时探讨了这个理论的影响。
尽管爱因斯坦作为一个天才的声誉是确凿的，但多一点验证从来都不会有害，尤其是当它涉及到爱因斯坦最奇特的预言之一：虫洞，或者说空间中的隧道。
本周，来自加州理工学院、谷歌、费米实验室、麻省理工学院和哈佛大学的一个研究小组利用一种名为Sycamore的量子处理器生成和控制了等效于虫洞的东西。(Sycamore是@谷歌开发的量子计算机。)这是如何工作的呢？这涉及到爱因斯坦的两个理论之间复杂的相互关系。
虫洞和量子纠缠
1935年，爱因斯坦正在与他的学生内森·罗森合作，探讨将他的引力理论，即广义相对论，转化为一种万物理论的方法。一个问题是，该理论预测黑洞中心会出现无穷大。这些无穷大是在一个死亡恒星的总质量坍缩到零大小的地方出现的，这被称为奇点。
罗森和爱因斯坦试图玩弄其他可能的解决方案，包括使用一些创造性的数学来用一个连接它们的管代替两个奇点。这些管被称为爱因斯坦-罗森桥，或者更通俗地说是虫洞。原则上，一个物体可以进入一个虫洞，从另一个虫洞出来，尽管虫洞的两端被大距离分开。这个物体会通过额外的维度旅行。这项工作被称为ER理论。
虫洞是科幻作家的最爱，因为它们提供了超光速旅行的可能性。太空船可以在零时间内穿越长距离。尽管制造虫洞存在许多实际问题，其中一个特别重要的问题是，除非用大量的负能量稳定，否则它们是不稳定的。
同年，爱因斯坦和罗森还与另一位名叫鲍里斯·波多尔斯基的物理学家合作研究了量子力学的一个主题。这次是关于量子纠缠的，它考虑了最初相互接触以致它们的属性交织在一起的两个物体的行为。尽管两个物体的属性都没有确定——这就是量子力学的疯狂之处——但事实上，它们的属性在一开始就被”烘焙”在一起了。
困难的是，即使你将这两个物体分开很大的距离并测量其中一个的属性，你也会立即知道另一个的属性，尽管直到进行测量之前，它们的属性都没有确定。这被称为EPR悖论，以研究人员的名字命名。
ER = EPR
长期以来，ER理论和EPR悖论被认为是一种奇特现象，然而，在过去的十年里，科学家们开始意识到这两种想法之间有着更深层次的联系。事实上，已经很明显，这两种想法在许多方面在功能上是相同的。两位物理学家胡安·马尔达塞纳和伦纳德·萨斯金德经常被提及为对这一认识做出了一些至关重要的贡献，马尔达塞纳还创造了这一观察的简洁表达式：“ER = EPR”。
如果ER = EPR确实成立，那么我们很幸运，因为虽然我们不能创造和产生虫洞，但我们确实可以进行EPR测量。我们已经做了几十年的这样的测量。
虫洞可能是真实存在的
在一篇发表在《自然》杂志上的论文中，研究人员开发了一种简化的方法来解决这个问题，并在量子计算机上模拟了虫洞的行为。他们发现，结果完全符合预期。他们甚至能够模拟虚构条件，其中理论上的虫洞@正能量和负能量控制，并发现，虽然正能量选项不稳定，但负能量选项是稳定的——正如ER理论所暗示的那样。
在ER和EPR的数学上是深度交织的情况下，这一新结果表明虫洞不仅仅是理论上的奇特现象。
重要的是，研究人员没有生成实际的虫洞。没有物体通过额外的维度传输。相反，所展示的是量子行为。然而，@于ER和EPR的数学深深地交织在一起，新的结果表明虫洞至少是一种可能性。
量子引力
这项工作的更深层含义在于，它为研究人员提供了一个实验室，可以探索不仅仅是ER理论和EPR悖论，还有一种称为量子引力的理论，这是将引力扩展到超小世界的理论。成功的量子引力理论已经困扰了科学界近一个世纪，所以这种新的能力可能有助于阐明前进的道路。事实上，量子计算已经提供了测试几年前还不可能的想法的能力。
本文译自 Big Think，@ BALI 翻译。
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