В 80-е годы прошлого века физики решили соединить удаленные точки в пространстве-времени так, чтобы стало возможным передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света. Для этого в квантовой физике была разработана целая концепция квантовых коротких путей или искусственных червоточин.
Квантовый эксперимент
Идея самих червоточин, которые в научно-популярной литературе называют еще кротовыми норами, появилась вместе с искривлением пространства времени в 1935 году. Снова все благодаря Эйнштейну. На этот раз он был в паре с Натаном Розеном. Общая теория относительности допускает, что разные точки в пространстве и времени соединены мостами, по которым, словно по тоннелю, можно мгновенно перемещать объекты, и не важно, какое между ними расстояние.
Теоретически эти червоточины очень тонкие. Уже поэтому экспериментально подтвердить их существование затруднительно. Пару лет назад физики Мария Спиропулу и Даниэль Луи Джафферис смогли создать червоточину искусственно. Для этого они использовали квантовый компьютер «Sycamore» от Google, который помог им в создании между двумя кубитами (в обычных компьютерах используют биты, то есть двоичные числа) долговременной и стабильной квантовой запутанности.
Созданный квантовый ярлык и стал искусственной проходимой червоточиной. Для того чтобы снизить уровень шума, то есть ошибок, в опыте вместо доступных 72 кубитов были задействованы только 9. Симулятивную (вычислительную) часть вообще возложили только на 7 кубитов. Два других же стали входом и выходом самой червоточины. Симуляция воспроизводила ситуацию, при которой в одну из черных дыр что-то падало и тут же возникало на выходе из другой далеко отстоящей от первой черной дыры.
Квантово-механический феномен
Ключевым моментом в контексте искусственных червоточин является квантовая запутанность. Это такой физический процесс, при котором частицы влияют друг на друга, образуя связь, и даже на огромных расстояниях не теряют ее. Созданная модель подтвердила наличие связи между запутанными частицами и червоточинами. А предположили это десяток лет назад физики Хуан Малдасена и Леонард Сасскинд.
Они прямо предположили, что запутанные частицы соединяются червоточинами. Сама по себе концепция эта довольно радикальна, но прекрасно объясняет квантово-механический феномен парадокса файервола черной дыры через гравитацию. Предположение Малдасена и Сасскинда основано на том, что квантовая запутанность не происходит без световой коммуникации. Последнюю можно использовать для пересылки сообщений быстрее скорости света.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
Физик Бен Кейн развил эту теорию до того, что на двух своих концах червоточина формирует черные дыры. Правда после этого она становится непроходимой. Вот почему открытие Спиропулу и Джаффериса имеет большое значение: их-то квантовая запутанность стабильная и долговременная. Имеющая в основе своей квантовую телепортацию, их модель имитирует как раз две черные дыры для отправки через портал информации.
Голографический принцип
Чтобы отправить что-то физическое через червоточину, большого научного скачка не нужно. Но чтобы сделать настоящую мини черную дыру, кубиты должны быть гораздо плотнее. Экспериментально это пока что очень сложно выполнить. В попытках их создания алгоритм выдает сильно упрощенную модель поведения одной из подсистем теории голографического принципа квантовой гравитации, а именно модели Сачдева-Йе-Китаева (SYK).
Одна система SYK, смоделированная кубитами, представляла вход червоточины, а другая – выход. Математически доказано, что в гравитационное взаимодействие входит запутывание кубитов. Квант в этом случае телепортируется через червоточины, точно так же, как информация, поданная на входе (одна из пары черных дыр), в то же мгновение воспроизводится на выходе (вторая из пары черных дыр).
Эксперимент Спиропулу и Джаффериса важен еще и с той точки зрения, что показал, как квантовые законы можно моделировать на квантовых системах. Если эти системы совершенствовать и далее, усложняющиеся симуляции приведут в конце концов к научному прорыву, который объяснит природу «всего».
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
