Kuantum Bilgisayarla Solucan Deliği Simüle Edildi

Araştırmacılar, bir kuantum işlemci kullanarak bir holografik solucan deliğinin ilk kuantum "simülasyonunu" gerçekleştirmeyi başardılar. Ne yazık ki uzay ve zamanda bir tünel yaratmadılar, ancak solucan deliğinden geçen bir parçacık gibi davranan bir kuantum düzeni oluşturmayı başardılar. Ve bu yaklaşım, fiziğin mevcut sınırlarını aşmada paha biçilmez olabilir.

Einstein-Rosen köprüsü olarak da bilinen solucan deliği, şu anki en iyi kütleçekim anlayışımız olan genel göreliliğin teorik bir çözümüdür. Ancak teorilere göre göreliliğin sınırlı olduğunu biliyoruz. Kuantum mekaniği ile pek çalışmıyor. Bu iki teori arasında köprü kurmak, modern fiziğin ana odak noktasıdır ve bunu yapmanın bir yolu, kuantum kütleçekim adı verilen bir teoridir.

Kuantum kütleçekimin çeşitli temel taşları arasında, holografik ilke vardır. Tıpkı bir hologramın üç boyutlu bir nesnenin görünümünü oluşturmak için iki boyuttaki bilgileri kullanması gibi, ilke de kuantum kütleçekimde üç boyutlu bir nesnenin özelliklerini daha düşük boyutlu bir sınır üzerindeki etkileri inceleyerek anlamanın mümkün olduğunu savunur. Bu, birçok problemi basitleştirebilir.

Bu problemlerden biri solucan delikleridir. Genel görelilikte, matematik solucan deliklerinin var olmasına izin verir, ancak bunlar negatif enerji gerektirir - fizikte bulunmayan bir şey. Ancak kuantum kütleçekimde yapılan teorik çalışma, solucan delikleri ile kuantum ışınlama denilen bir süreç arasında benzerlikler buldu. Ve bir solucan deliğini holografik hale getirerek simüle etmek çok daha kolaydır.

Bu bağlantı, gerçek bir kuantum bilgisayarda, Google Sycamore işlemcisi, ilk kuantum kütleçekim testine imkan verdi. Sistem dokuz kübit - kuantum bitleri, kuantum bilgisayarlarında hesaplama yapmak için kullanılan temel bilgi birimleri - kullanır. Bir kübit, iki boyutta geçilebilir bir solucan deliği boyunca seyahat etmesine eşdeğer bir şekilde işlemci boyunca ışınlandı.

Caltech'ten kıdemli yazar Profesör Maria Spiropulu, bir açıklamada, "Kütleçekimsel bir solucan deliğinin temel özelliklerini sergileyen, ancak günümüzün kuantum donanımına uygulamak için yeterince küçük olan bir kuantum sistemi bulduk." dedi. "Bu çalışma, bir kuantum bilgisayarı kullanarak kuantum kütleçekim fiziğini test eden daha büyük bir programa doğru bir adım oluşturuyor. Gelecekte kuantum algılamayı kullanarak kuantum kütleçekim etkilerini araştırabilecek diğer planlanmış deneylerle aynı şekilde doğrudan kuantum kütleçekim araştırmalarının yerine geçmiyor, ancak kuantum kütleçekim fikirlerini uygulamak için güçlü bir test ortamı sunuyor."

Ekip, solucan deliği temsilinin yaklaşık olduğunu kabul ediyor, ancak bu, kuantum kütleçekimi incelemenin yollarını yaratmada ileriye doğru bir adım. Araştırmacılar, hem kullanılan donanım hem de simüle edilen kuantum kütleçekim probleminin daha iyi teorik olarak anlaşılması açısından bunu geliştirmeyi planlıyorlar.

Çalışma Nature dergisinde yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.