首次在量子计算机中重建可穿越虫洞

虫洞是科幻小说的主要内容，它们有可能存在于真实的宇宙中。但它们将如何工作?物理学家现在已经使用量子处理器来模拟可穿越的虫洞，在两个量子系统之间传送信息。

在小说中，虫洞通常被描述为连接空间中两个遥远点的隧道，允许瞬间穿越宇宙。但是，尽管它们看起来只不过是一个方便的故事装置，但虫洞在现实中却出人意料地合理。爱因斯坦本人提出它们的存在是他的广义相对论的一个特征，并且在科学家们研究了我们可以在哪里以及如何找到它们之后的几十年里。

但它们的特性仍然知之甚少，可能存在几种相互矛盾的模型。这就产生了一个悖论——要找到更多，我们需要观察真正的虫洞，但要观察它们，我们需要找到更多，这样我们才能知道要寻找什么。计算机模拟可以帮助打破循环，让物理学家可以测试不同的虫洞模型，看看它们的行为方式。

在这项新研究中，科学家们首次实现了这一目标。不过，这种模拟不能仅在任何旧计算机上运行——它需要量子计算机的强大功能，它可以利用量子物理学的奇异领域来执行传统计算机无法企及的计算。

该团队正在研究虫洞与量子物理学之间有趣的关联——虫洞在眨眼间将物体传送到宇宙中的想法听起来很像量子隐形传态，在这种情况下，无论距离多远，信息都可以在两个纠缠粒子之间立即传送他们分开了。

使用谷歌的Sycamore量子处理器，来自加州理工学院、哈佛大学、费米实验室和谷歌的科学家首次模拟了虫洞。关键是一个名为SYK的既定模型，它可以模拟量子引力效应——在这种情况下，该团队将两个简化的SYK系统纠缠在一起，然后将信息的量子比特(qubit)发送到其中一个。

果然，信息从第二个系统中出现了。这不仅证明了量子隐形传态，而且因为这两个SYK模型还模拟了量子引力，所以它是对可穿越虫洞在现实世界中如何工作的真实模拟。

长期以来，人们一直预测，要让虫洞保持足够长的时间让某些东西通过，就需要用一股负能量冲击它。在模拟中，该团队测试了这个想法，发现虫洞特征只有在用模拟的负能量脉冲击中它时才会起作用——而不是正能量。该团队表示，这验证了该模型代表的不仅仅是一个标准的量子隐形传态事件。

当然，这远非真正的时空隧道，但该团队表示，该模型可以帮助物理学家探测现实世界中虫洞的特性，如果它们存在的话。这可以提高我们对它们的理解，使我们最终弄清楚如何在宇宙中寻找它们。

该研究的首席研究员MariaSpiropulu说：“我们发现了一个量子系统，它展示了引力虫洞的关键特性，但又足够小，可以在当今的量子硬件上实现。这项工作是朝着更大的量子引力测试计划迈出的一步物理使用量子计算机。它不会像其他计划中的实验那样，以相同的方式替代直接探测量子引力，这些实验可能会在未来使用量子传感探测量子引力效应，但它确实提供了一个强大的试验台来实践量子引力的思想”

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