تولد یک کرم‌چاله درون رایانه کوانتومی برای اولین بار!

به گزارش گروه دانش و فناوری اقتصاد ۱۰۰ و به نقل ازایسنا، کرم چاله که یک گذرگاه نظری است و میانبرهایی را در بُعد فضا-زمان ایجاد می‌کند، برای اولین بار درون یک رایانه کوانتومی ایجاد شده است. این پیشرفت بزرگ می‌تواند منجر به رصد اولین کرم‌چاله‌ها در فضای واقعی نیز شود.

در حالی که این تونل از درون فضای واقعی عبور نمی‌کند اما دانشمندان آن را با شبیه‌سازی دو سیاهچاله در سیستم، که هر کدام در یک طرف قرار داشتند، ایجاد کردند و از آن برای انتقال پیام از راه دور استفاده کردند.

کرم چاله هولوگرافیک اولین موردی خواهد بود که دانشمندان می‌توانند با استفاده از آن نحوه کار این گذرگاه را تجزیه و تحلیل کنند. ایده وجود چنین گذرگاهی حدود ۱۰۰ سال قبل مطرح شده است.

دانیل جافریس(Daniel Jafferis) از دانشگاه هاروارد و یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید که این نوآوری یک هولوگرام نیست که بتوان آن را مشاهده کرد، بلکه «رشته‌ای از فضا-زمان واقعی» است.

کرم چاله نوعی پل است که می‌تواند هنگام تا شدن بُعد فضا-زمان شکل بگیرد. فضا-زمان مانند «پارچه‌ای» سه بعدی است که فضا را می‌سازد، و جمع شده و تا می‌خورد.

این گذرگاه به عنوان ساختاری توصیف می‌شود که دو بخش دور از هم در فضازمان را به هم متصل می‌کند و به عنوان میانبری از یکی به دیگری متصل می‌شود. نقاط ذکر شده می‌توانند میلیاردها سال نوری از ما فاصله داشته باشند.

در حالی که آلبرت اینشتین و ناتان روزن(Nathan Rosen)، فیزیکدان، به عنوان ارائه دهندگان نظریه‌ای به نام پل‌های اینشتین-روزن در سال ۱۹۳۵ شناخته شده‌اند، اما این نظریه برای اولین بار در سال ۱۹۲۸ توسط ریاضیدان آلمانی هرمان ویل(Hermann Weyl) به اشتراک گذاشته شد. ویل از آنها با عنوان «لوله‌های یک بُعدی» نام برد.

جان ویلر(John Wheeler) اولین فیزیکدانی بود که در دهه ۱۹۵۰ آن را «کرم چاله» نامید.

ماریا اسپیروپولو(Maria Spiropulu) از موسسه فناوری کالیفرنیا و همکارانش، از رایانه کوانتومی "Sycamore" گوگل برای شبیه‌سازی کرم چاله هولوگرافیک استفاده کردند.

نیوساینتیست گزارش داد که اگرچه که یک کرم چاله واقعی از گرانش نیرو می‌گیرد، این کرم‌چاله‌ی هولوگرافیکی از اثرات کوانتومی استفاده می‌کند. دانشمندان از یک کیوبیت، معادل کوانتومی بیت در رایانه‌های متداول مبتنی بر سیلیکون، استفاده کردند و حرکت آن را به سیستم بعدی مشاهده کردند.

کیوبیت از مسیر تله‌پورت کوانتومی حرکت کرد، فرآیندی که بوسیله آن اطلاعات مربوط به حالت‌های کوانتومی را می‌توان بین دو ذره دور از هم توسط ذرات درهم‌تنیده کوانتومی ارسال کرد.

ذرات برهم کنش می‌کنند و حالت‌های فیزیکی خود را برای یک لحظه به اشتراک می‌گذارند و اهمیتی ندارد که فاصله آنها از هم چقدر است.

الکساندر زلوکاپا(Alexander Zlokapa)، دانشجوی سابق مقطع لیسانس در موسسه فناوری کالیفرنیا که این پروژه را برای پایان‌نامه کارشناسی خود آغاز کرد، در بیانیه‌ای گفت: ما نوعی انتقال از راه دور کوانتومی معادل یک کرم چاله قابل عبور ایجاد کردیم. برای انجام این کار، ما مجبور شدیم سیستم کوانتومی را به کوچک‌ترین نمونه‌ای که ویژگی‌های گرانشی را حفظ می‌کند، ساده‌سازی کنیم تا بتوانیم آن را روی پردازنده کوانتومی "Sycamore" گوگل پیاده‌سازی کنیم.

فیزیکدانان گزارش می‌دهند که کرم چاله رفتاری مشابه آنچه با توجه به دیدگاه‌های مربوط به گرانش و فیزیک کوانتومی انتظار می‌رود، نشان داده است.

اسپیروپولو می‌گوید: رابطه بین درهم تنیدگی کوانتومی، فضازمان و گرانش کوانتومی یکی از مهم‌ترین سؤالات در فیزیک بنیادی و یک حوزه فعال در تحقیقات نظری است.

ما مشتاق برداشتن این گام کوچک در جهت آزمایش این ایده‌ها بر روی سخت افزارهای کوانتومی هستیم و به راه خود ادامه خواهیم داد.