این بسیار مهم است زیرا درک کامل برخی از نظریه های گرانش کوانتومی به تنهایی با استفاده از محاسبات کلاسیک دشوار یا حتی غیرممکن است. براون می‌گوید: «ما می‌دانیم که گرانش کوانتومی بسیار گیج‌کننده است، استخراج نظریه از پیش‌بینی‌ها می‌تواند بسیار دشوار باشد، و رویا انجام کاری روی یک رایانه کوانتومی است که چیزهایی را به شما می‌گوید که قبلاً درباره گرانش کوانتومی نمی‌دانید». . این یک کامپیوتر کوانتومی بسیار کوچک است، بنابراین همه چیز را می‌توان روی لپ‌تاپ بدون شروع فن شبیه‌سازی کرد.
استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی قوی تر می تواند به تمرکز تصویر کمک کند. اسپیروپولو می‌گوید: «این فقط یک کرمچاله بچه است، اولین گام در آزمایش تئوری‌های گرانش کوانتومی، و با تکامل رایانه‌های کوانتومی باید شروع به استفاده از سیستم‌های کوانتومی بزرگ‌تر برای آزمایش عالی‌ترین ایده‌های گرانش کوانتومی کنیم.»
در یک کرم چاله واقعی، این سفر عمدتاً با گرانش انجام می شود، اما کرم چاله هولوگرافیک از اثرات کوانتومی به عنوان جایگزینی برای گرانش استفاده می کند تا نسبیت را از معادله حذف کند و سیستم را ساده کند. این بدان معنی است که وقتی پیام از کرم چاله عبور می کند، در واقع تحت انتقال کوانتومی قرار می گیرد – فرآیندی که از طریق آن می توان اطلاعات مربوط به حالات کوانتومی را بین دو ذره دور اما درهم تنیده کوانتومی ارسال کرد. برای این شبیه سازی، “پیام” یک سیگنال حاوی یک حالت کوانتومی – یک کیوبیت در برهم نهی 1s و 0s بود.
در شبیه سازی فقط از نه بیت کوانتومی یا کیوبیت استفاده شد، بنابراین وضوح بسیار پایینی داشت. مانند عکس پرنده ای که از دور گرفته شده است، این عکس همان شکل کلی جسمی را داشت که به تصویر می کشید، اما شبیه سازی باید به دقت تنظیم می شد تا ویژگی های یک کرم چاله را نشان دهد. می‌گوید: «اگر می‌خواهید این را به‌عنوان یک کرمچاله ببینید، چندین شباهت وجود دارد، اما قطعاً موضوع تفسیر است». آدام براون در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا، که در این کار دخالتی نداشت.
ماریا اسپیروپولوس در موسسه فناوری کالیفرنیا و همکارانش از رایانه کوانتومی Sycamore گوگل برای شبیه سازی کرم چاله هولوگرافیک استفاده کردند – تونلی در فضازمان با سیاهچاله هایی در هر انتها. آنها نوعی کرم چاله را شبیه سازی کردند که از طریق آن پیامی می تواند به صورت نظری از آن عبور کند، و فرآیندی را بررسی کردند که از طریق آن چنین پیامی می تواند آن سفر را انجام دهد.
مکانیک کوانتومی، که حاکم بر بسیار کوچک است، و نسبیت عام، که گرانش و بسیار بزرگ را توصیف می‌کند، در زمینه‌های مربوطه خود از موفقیت فوق‌العاده‌ای برخوردار هستند، اما این دو نظریه اساسی با هم نیستند. این ناسازگاری به ویژه در مناطقی که هر دو نظریه باید اعمال شوند، مانند درون و اطراف سیاهچاله ها، آشکار است.
این نواحی فوق‌العاده پیچیده هستند، و اینجاست که هولوگرافی وارد می‌شود. به فیزیکدانان این امکان را می‌دهد تا سیستم کمتر پیچیده‌تری را ایجاد کنند که معادل نمونه اصلی است، مشابه اینکه چگونه یک هولوگرام دو بعدی می‌تواند جزئیات سه‌بعدی را نشان دهد.
شبیه‌سازی‌های کامپیوتری کوانتومی نشان می‌دهند که چگونه اطلاعات می‌توانند از طریق یک کرمچاله عبور کنند
اما شباهت شبیه سازی به یک کرمچاله واقعی نشان می‌دهد که ممکن است بتوان از رایانه‌های کوانتومی برای فرمول‌بندی و آزمایش ایده‌هایی درباره گرانش کوانتومی و شاید در نهایت درک آن استفاده کرد.
مرجع مجله: طبیعت، DOI: 10.1038/s41586-022-05424-3
محققان از رایانه کوانتومی Sycamore گوگل برای شبیه سازی یک کرم چاله ساده شده برای اولین بار استفاده کردند و اطلاعات کوانتومی را از طریق آن ارسال کردند.
فیزیک
30 نوامبر 2022
inqnet/A. مولر (کالتک)
درباره این موضوعات بیشتر بدانید:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2349118-a-quantum-computer-has-simulated-a-wormhole-for-the-first-time/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home
