通过量子处理器探索量子隐形传态和虫洞

作者：大锅天眼

相当于时空中的虫洞的东西已经在量子处理器上被创造出来了。美国的研究人员使用一种先进的量子隐形传态协议打开虫洞，并通过它发送量子信号。通过研究传输的量子信息的动力学，该团队对引力动力学有了深入的了解。该实验可以进一步发展，以探索量子引力或弦理论。

虫洞是连接两个不同时空的桥梁。虽然虫洞与阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论是一致的，但它们还没有被物理学家观察到。与科幻小说中的虫洞不同，广义相对论中的虫洞是禁止穿越的。然而，具有负能量密度和负压的物质可以打开虫洞，使其可穿越。但这些理论很难验证，即使有人可以在实验室里创造一个虫洞。

然而这些理论很难验证，即使有人可以在实验室里创造一个虫洞。但是物理学家另辟蹊径，在两个纠缠粒子之间进行信息的量子隐形传态。这个过程是瞬间发生的，因此模拟了通过引力虫洞发送量子信息的过程。然而，在这两种情况下，通信速度都不可能超过光速，因为解码信息需要亚光速信号。

量子纠缠在量子计算中扮演着重要的角色，因此量子处理器是探索量子隐形传态和虫洞之间相似性的理想实验设备。在这种情况下，量子处理器上的量子比特(或量子位)相互纠缠，隐形传态相当于量子位通过虫洞。

模拟虫洞

现在加州理工学院的MariaSpiropulu、哈佛大学的Daniel Jafferis领导的小组已经做了这样的实验。他们的目标是创建一个系统，该系统具有类似虫洞的隐形传态的正确成分。

他们首先要克服的一个重要挑战是，要进行正确的实验，需要大量的量子位，比今天的量子处理器可用的量子位要多得多。为了解决这个问题，研究人员使用机器学习来计算出所需的最小量子位的数量，以及如何对它们进行编码以建立量子隐形传态协议。他们发现，他们可以在谷歌悬铃木量子处理器上用164个双量子比特门在9个量子位上创建虫洞动力学。

研究人员表明，在他们的实验中，可以通过施加负能量冲击波使虫洞打开足够长的时间，而这负能量冲击波以量子场的特殊脉冲的形式出现。然后，他们研究了所发送的量子信息的动力学。穿过虫洞的信号经历了一系列的加扰和解扰，量子信息完好无损地离开了虫洞。

在悬铃木上，他们分别测量了应用负能量冲击波与正能量冲击波时，有多少量子信息可以从一侧传递到另一侧。他们发现只有负能量冲击波才能打开虫洞，只有这些冲击波才能让信号通过。总的来说，通过虫洞的信息具有可穿越虫洞的关键特征。这构成了使用量子处理器探索引力物理学的一步，并可能导致测试平台的发展，以研究弦理论和量子引力的思想。

团队成员Daniel Jafferis认为，还有许多额外的协议和新想法有待探索，他预计未来会有更多的“引力实验”由量子计算机进行。他们下一步想做的事情之一是实现更大的系统，并尝试观察出现的虫洞的更详细结构和它们的引力动力学。

编辑：黄飞