Искусственные червоточины, или «квантовые короткие пути», — относительно новая концепция в области квантовой физики. Эти теоретические структуры были предложены как возможный способ соединения удалённых точек в пространстве-времени, который позволил бы осуществлять связь и путешествия со скоростью, превышающей скорость света. Недавно физики Мария Спиропулу и Даниэль Луи Джафферис с помощью квантового компьютера Google совершили прорыв в создании искусственной червоточины. Это открытие в целом было встречено с интересом со стороны научного сообщества, а также с некоторым скептицизмом и критикой.
Квантовые компьютеры — относительно новая технология, впервые предложенная в 1980-х годах. В отличие от классических компьютеров, которые для представления данных используют двоичные числа (биты), квантовые компьютеры используют квантовые биты или кубиты. Эти кубиты могут находиться в нескольких состояниях одновременно, что обеспечивает гораздо большую вычислительную мощность. Однако это также означает, что квантовые компьютеры гораздо сложнее создавать и эксплуатировать, чем классические.
Квантовая запутанность:
В контексте искусственных червоточин одним из ключевых эффектов квантовой механики является квантовая запутанность. Это явление заключается в том, что две частицы могут быть связаны таким образом, что состояние одной частицы может мгновенно влиять на состояние другой, даже если они разделены огромными расстояниями. Это привело физиков к идее использования квантовой запутанности для создания искусственной червоточины или "квантового ярлыка" для того, чтобы связать удалённые точки в пространстве-времени.
Искусственная квантовая червоточина:
Идеи червоточин существуют с 1920-х годов. Самая известная из них была предложена Альбертом Эйнштейном и Натаном Розеном. Они использовали общую теорию относительности для описания «моста» через пространство-время. Однако, только в 1980-х годах учёные начали изучать возможность использования квантовой механики для создания искусственной червоточины.
Одной из самых влиятельных фигур в этой области является Леонард Сасскинд, физик из Стэнфордского университета. Сасскинд предложил, так называемую идею «ER = EPR».”, которая говорит, что связь между двумя чёрными дырами, известная как мост Эйнштейна-Розена, эквивалентна связи между двумя частицами посредством квантовой запутанности. Буквы «ER» в названии «ER = EPR», предложенном Леонардом Засскиндом, относятся к «мосту Эйнштейна-Розена», а буквы «EPR» относятся к «парадоксу Эйнштейна-Подольского-Розена», который представляет собой мысленный эксперимент в области квантовой механики, предложенный Альбертом Эйнштейном, Борисом Подольским и Натаном Розеном в 1935 году. Парадокс основан на принципе квантовой запутанности, который гласит, что две частицы могут быть связаны таким образом, что состояние одной частицы может влиять на состояние другой мгновенно.
Создание искусственной червоточины
Используя квантовый компьютер Sycamore от Google, Спиропулу и Джафферис смогли создать стабильную и долговременную квантовую запутанность между двумя кубитами, эффективно создав "квантовый ярлык".
Это достижение было с воодушевлением встречено научным сообществом, многие высоко оценили потенциальные применения этой технологии. В своем заявлении Спиропулу сказал: «Мы очень рады, что совершили этот прорыв, и с нетерпением ждём возможности изучить потенциальные применения этой технологии. Мы считаем, что это может привести к новым достижениям в таких областях, как квантовые вычисления, связь и даже путешествия в пространстве-времени.”
Конкретные детали их методов не были обнародованы, но вполне вероятно, что они использовали комбинацию квантовых алгоритмов и методов исправления ошибок для создания червоточины. Достижение было встречено научным сообществом с воодушевлением, поскольку считается значительным шагом вперед в области квантовой физики и потенциальных применений этой технологии.
Будущие области:
Одно из возможных применений этой технологии — квантовые вычисления. Используя квантовые ярлыки для соединения удалённых кубитов, можно создать гораздо более мощные и эффективные квантовые компьютеры. Другое потенциальное применение находится в области связи, поскольку можно использовать эти квантовые ярлыки для отправки информации со скоростью, превышающей скорость света.
Однако, стоит отметить, что эта технология всё ещё находится на ранних стадиях разработки, и учёным предстоит ещё много исследований, прежде чем её можно будет применить на практике. Но в целом, потенциал искусственных червоточин для революции в области квантовой физики — захватывающая перспектива, и будет интересно посмотреть, как эта технология будет развиваться в ближайшие годы.
Ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!