科学家们首次创建了一个用于研究虫洞动力学的量子计算实验——即穿越时空的捷径，可以绕过相对论的宇宙速度限制。
虫洞传统上是科幻小说中的东西，范围从 朱迪·福斯特在《接触》中的狂野之旅 到 “星际穿越”中时间弯曲的情节曲折。 但实验背后的研究人员， 发表在 12 月 1 日的《自然》杂志上，希望他们的工作能帮助物理学家真正研究这种现象。
“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，”加州理工学院物理学家 Maria Spiropulu 在新闻稿中说. Nature 论文的资深作者 Spiropulu 是一项由联邦政府资助的研究项目的首席研究员，该项目被称为 基础物理的量子通信通道.
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暂时不要为半人马座阿尔法收拾行李：这个虫洞模拟只不过是模拟，类似于 计算机生成的黑洞 或超新星。 物理学家仍然看不到任何可以实际创建可穿越虫洞的条件。 有人必须创造 负能量 第一的。
哥伦比亚大学理论物理学家彼得沃伊特警告说，不要对这项研究做太多的待办事项。
“‘物理学家创造了一个虫洞’的说法完全是胡说八道，在这方面误导公众的巨大运动是一种耻辱，对物理学研究尤其是对一般科学的可信度毫无帮助，” 他在博客上写道，这被称为甚至没有错。
该研究的主要目的是阐明一个称为 量子引力，它试图统一广义相对论和量子力学的理论。 这两种理论分别很好地解释了引力的工作原理和亚原子世界的结构，但它们之间的匹配度并不高。
其中一个大问题集中在虫洞隐形传态是否可能遵循量子纠缠背后的原理。 这种量子现象得到了更好的理解，甚至在现实世界中得到了证明，这要归功于 获得诺贝尔奖的研究: 它涉及以允许阿尔伯特·爱因斯坦所说的方式连接亚原子粒子或其他量子系统 “远处的诡异动作。”
Spiropulu 和她的同事，包括主要作者 Daniel Jafferis 和 Alexander Zlokapa，创建了一个将量子纠缠物理学应用于虫洞动力学的计算机模型。 他们的计划基于一个被称为 Sachdev-Ye-Kitaev 模型或 SYK。
最大的挑战是该程序必须在量子计算机上执行。 谷歌的 梧桐量子处理芯片 在传统机器学习工具的帮助下，它的功能足以承担这项任务。
“我们雇用了 [machine] 学习技术来寻找和准备一个简单的类似 SYK 的量子系统，该系统可以在当前的量子体系结构中进行编码，并且可以保留引力特性，”Spiropulu 说。 “换句话说，我们简化了 SYK 量子系统的微观描述，并研究了我们在量子处理器上发现的有效模型。”
研究人员将编码信息的量子位或量子位插入两个纠缠系统之一——然后观察信息从另一个系统中出现。 从他们的角度来看，量子比特就好像通过虫洞在黑洞之间穿行。
该研究的合著者之一、加州理工学院研究员萨曼莎戴维斯说：“得出结果花了很长时间，我们对结果感到惊讶。”
该团队发现，当应用计算机化的等效负能量时，虫洞模拟允许信息从一个系统流向另一个系统，但当应用正能量时则不然。 这符合理论家对现实世界虫洞的预期。
随着量子电路变得越来越复杂，研究人员的目标是对虫洞行为进行更高保真度的模拟——这可能会导致基础理论出现新的变化。
“量子纠缠、时空和量子引力之间的关系是基础物理学中最重要的问题之一，也是理论研究的活跃领域，”Spiropulu 说。 “我们很高兴朝着在量子硬件上测试这些想法迈出这一小步，并将继续前进。”
除了 Jafferis、Zlokapa、Spiropulu 和 Davis 之外，Nature 论文的作者，标题为 “量子处理器上的可穿越虫洞动力学，” 包括 Joseph Lykken、David Kolchmeyer、Nikolai Lauk 和 Hartmut Neven。
