چگونه دانشمندان با کامپیوتر کوانتومی کرم چاله درست کردند؟

سپس، دانشمندان “روزنه” چپ و راست این به اصطلاح “کرم چاله” را جابجا کردند تا به نحوی سیستم کوانتومی را در زمان به عقب برگردانند. سپس، یک کیوبیت را به عنوان «مرجع» گرفتند و آن را با کیوبیت دیگر به عنوان «کاوشگر» درگیر کردند. بنابراین، تعداد کیوبیت های مدار به 9 رسید. سپس کیوبیت کاوشگر با یکی از کیوبیت های موجود در شکاف سمت چپ جایگزین شد. تقریباً مانند ذره ای است که وارد یکی از روزنه های کرم چاله می شود. با تکامل رو به جلو کرم چاله، اطلاعات توسط کیوبیت کاوشگر در طول فرآیند حمل می شود تقلب کوانتومی در سراسر سیستم پراکنده شده است.

در مرحله بعد، این دانشمندان یک سری عملیات کوانتومی را در سطح برهمکنش درهم تنیده روی سیستم اجرا کردند. در سمت گرانشی سیستم، این تعامل معادل تزریق یکباره است انرژی منفی (انرژی میدان های بدون ذره) در فضازمان است. این رویداد بسیار مهم است. زیرا کرم چاله ها ذاتاً ناپایدار هستند و اگر چیزی بخواهد از آنها عبور کند، بلافاصله فرو می ریزند. برای اینکه بتوان دهانه کرمچاله را برای مدت زمان کافی باز نگه داشت تا جسم مورد نظر از آن عبور کند، باید نوعی انرژی منفی به آن اضافه کرد. نکته اینجاست که در فیزیک کلاسیک، انرژی منفی وجود ندارد، اما چرا در مکانیک کوانتومی؟ به خصوص در جفت ذرات مجازی که برای مدت بسیار کوتاهی در خلاء فضا ظاهر می شوند و تقریباً بلافاصله ناپدید می شوند. این انرژی خلاء در واقع مکانیسم زیربنایی تابش هاوکینگ است.

اما در مقیاس کوچک این آزمایش، دانشمندان چیزی شبیه یک موج ضربه ای از انرژی منفی ایجاد کردند که قادر بود “کرم چاله” کوچک را به اندازه کافی پایدار نگه دارد تا کیوبیت کاوشگر از آن عبور کند. تزریق انرژی مثبت نیز باعث بسته شدن دهانه می شود. همانطور که کرمچاله به سمت جلو تکامل یافت، اطلاعات درهم تنیده از کیوبیت عبوری به تدریج به دهانه سمت راست سیستم منتقل شد.

محققان با اندازه گیری میزان درهم تنیدگی بین کیوبیت مرجع و کیوبیتی که در سمت راست دهانه کرم چاله از آن دورتر بود، انتقال اطلاعات را تایید کردند. در فاز تزریق انرژی منفی، درهم تنیدگی بسیار بیشتری نسبت به فاز تزریق انرژی مثبت وجود داشت که نشان می دهد اطلاعات از طریق مکانیزمی با فیزیک مشابه کرم چاله نفوذپذیر منتقل شده است.

اردک کوانتومی فوق العاده کوچک

تست اردک نمونه ای از استدلال منطقی است که در بین انگلیسی زبانان بسیار رایج است. این آزمون استدلال می‌کند که “اگر چیزی شبیه اردک است، مانند اردک شنا می‌کند و صدایی شبیه اردک دارد، احتمالاً اردک است.”

جوزف لیکن، یکی از نویسندگان مقاله، از استدلال آزمون اردک استفاده می کند تا بگوید آنچه که اعضای تیم موفق به ایجاد آن شدند، ویژگی های کرم چاله را دارد، بنابراین می توان آن را کرم چاله نامید.

اما، خوب، اردک آنها فوق العاده کوچک است. بر اساس نظریه جفریس، کرم چاله ای به کوچکی یک الکترون 1045 برابر بیشتر از مدلی که توسط دانشمندان CalTech ایجاد شده است، درهم تنیده است. به طور خلاصه، رفتار اتم ها در این آزمایش دقیقاً همان چیزی بود که توسط مکانیک کوانتومی سنتی دهه 1920 قابل پیش بینی بود. اما نکته جالب در مورد این آزمایش این است که ما اکنون یک مدل دوگانه جدید داریم که با آن رفتار برخی از سیستم های خاص را توصیف می کنیم.

اسپیروپولو می گوید که وقتی برای اولین بار نتایج آزمایش را به ساسکیند نشان داد، به او گفت:

جفریس می گوید که اگر انیشتین زنده بود، به همان دلیلی که نویسندگان داستان های علمی تخیلی دوست دارند از ترفند کرم چاله استفاده کنند، از مدل پرواز فضایی کرم چاله اسپیروپولوس و همکارانش استقبال می کرد. یکی از چیزهایی که در مورد درهم تنیدگی فیزیکدانان بزرگ را آزار می داد این بود که به نظر می رسید اطلاعات سریعتر از سرعت نور حرکت می کند و اصل علیت را نقض می کند. اما در این آزمایش، چون کیوبیت از میانبر کرم چاله استفاده می کند، دیگر نمی توان گفت که سریعتر از نور حرکت کرده است.