|
Квантовый прорыв прокладывает путь к экспериментальной червоточине
|
|
|
|
Одно из первых практических применений широко разрекламированной, но редко используемой технологии квантовых вычислений теперь вполне достижимо благодаря уникальному подходу, позволяющему обойти главную проблему масштабирования таких прототипов. Изобретение физика из Бристольского университета, которое дало ему название «контрпортация», представляет собой первый в истории практический план создания в лаборатории червоточины, которая поддающимся проверке мостом соединяет пространство в качестве зонда внутренней работы Вселенной. Используя новую вычислительную схему, описанную в журнале Quantum Science and Technology, которая использует основные законы физики, небольшой объект может быть воссоздан в космосе без пересечения каких-либо частиц. Помимо прочего, она дает «дымящийся пистолет» в пользу существования физической реальности, лежащей в основе нашего наиболее точного описания мира.
|
|
|
|
Автор исследования Хатим Салих, почетный научный сотрудник университетской лаборатории квантовых инженерных технологий (QET) и соучредитель стартапа DotQuantum, сказал: «Это веха, к которой мы стремились несколько лет. теоретическую, а также практическую основу для исследования новых загадок о Вселенной, таких как истинная природа пространства-времени». Потребность в обнаруживаемых носителях информации, путешествующих, когда мы общаемся, была глубоко укоренившимся предположением среди ученых, например, поток фотонов, пересекающий оптическое волокно или по воздуху, позволяющий людям читать этот текст. Или, действительно, бесчисленные нейронные сигналы, отражающиеся в мозгу при этом.
|
|
|
Это верно даже для квантовой телепортации, которая, за исключением «Звездного пути», передает полную информацию о маленьком объекте, позволяя воссоздать его в другом месте, поэтому он никоим образом неотличим от оригинала, который распадается. Последнее обеспечивает фундаментальный предел, препятствующий идеальному копированию. Примечательно, что недавнее моделирование червоточины на процессоре Google Sycamore, по сути, является экспериментом по телепортации. Хатим сказал: «Вот в чем резкое различие. Хотя контрпортация достигает конечной цели телепортации, а именно бестелесного транспорта, она замечательно делает это без каких-либо обнаруживаемых носителей информации».
|
|
|
|
Червоточины были популяризированы благодаря мегахитовому фильму «Интерстеллар», в съемочной группе которого участвовал физик и лауреат Нобелевской премии Кип Торн. Но впервые они появились около века назад как причудливые решения уравнения гравитации Эйнштейна, как кратчайший путь в ткани пространства-времени. Однако определяющая задача проходимой червоточины может быть четко абстрагирована как создание дизъюнктного прохода в пространстве; другими словами, при отсутствии какого-либо путешествия через наблюдаемое пространство вне червоточины. Новаторское исследование, достойно завершенное под головокружительный саундтрек к «Интерстеллар», предлагает способ выполнить эту задачу.
|
|
|
|
«Если необходимо реализовать контрпортацию, необходимо построить квантовый компьютер совершенно нового типа: компьютер без обмена, в котором взаимодействующие стороны не обмениваются частицами», — сказал Хатим. «В отличие от крупномасштабных квантовых компьютеров, которые обещают заметное ускорение, которое еще никто не знает, как построить, квантовые компьютеры без обмена даже в самом маленьком масштабе обещают сделать, казалось бы, невозможные задачи, такие как контрпортация, возможными. , путем фундаментального включения пространства наряду со временем». В настоящее время в сотрудничестве с ведущими британскими квантовыми экспертами из Бристоля, Оксфорда и Йорка разрабатываются планы по физическому созданию этой сверхъестественно звучащей червоточины в лаборатории.
|
|
|
|
«Цель в ближайшем будущем — физически построить такую червоточину в лаборатории, которую затем можно будет использовать в качестве испытательного стенда для конкурирующих физических теорий, даже теорий квантовой гравитации», — добавил Хатим. «Эта работа будет соответствовать духу многомиллиардных предприятий, которые существуют для наблюдения за новыми физическими явлениями, таких как Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) и Европейская организация ядерных исследований (CERN), но на долю Мы надеемся в конечном итоге предоставить удаленный доступ к локальным червоточинам для физиков, любителей физики и энтузиастов, чтобы исследовать фундаментальные вопросы о Вселенной, включая существование высших измерений».
|
|
|
|
Тим Спиллер, профессор квантовых информационных технологий Йоркского университета и директор Центра квантовых коммуникаций Национальной программы квантовых технологий Великобритании, сказал: «Квантовая теория продолжает вдохновлять и поражать нас. Последняя работа Хатима по контрпортации является еще одним примером этого. с дополнительным бонусом пути к экспериментальной демонстрации». Джон Рэрити, профессор систем оптической связи в Бристольском университете, сказал: «Мы видим классический мир, который на самом деле построен из квантовых объектов. Предлагаемый эксперимент может раскрыть эту лежащую в основе квантовую природу, показав, что совершенно отдельные квантовые частицы могут быть коррелированы без каких-либо взаимодействий. Затем эта корреляция на расстоянии может быть использована для переноса квантовой информации (кубитов) из одного места в другое без необходимости пересечения частицей пространства, создавая то, что можно было бы назвать проходимой червоточиной».
|
|
|
|
Источник
|
