بیگ بنگ: دانشمندان برای اولین‌بار یک کرمچاله‌ را درون یک کامپیوتر کوانتومی ایجاد کردند که می‌تواند پیام‌ها را «از راه دور» از سمتی به سمت دیگر منتقل کند.

d

این “کرم‌چاله هولوگرافیک” اولین موردی است که دانشمندان می‌توانند با استفاده از آن نحوۀ کار کرمچاله‌ها را تجزیه و تحلیل کنند. 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.

“دانیل جافریس” 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. کرم‌چاله نوعی پل است که می‌تواند هنگام تا شدن فضا-زمان شکل بگیرد. فضا-زمان مانند «پارچه‌ای» سه بعدی است که فضا را می‌سازد، و جمع شده و تا می‌خورد.

ایده‌ی وجود چنین گذرگاهی حدود ۱۰۰ سال قبل در نسبیت عام مطرح شد. این گذرگاه به عنوان ساختاری توصیف می‌شود که دو بخش دور از هم در فضا-زمان را به هم متصل می‌کند و به عنوان میانبری از یکی به دیگری متصل می‌شود. نقاط ذکر شده می‌توانند میلیاردها سال نوری از هم فاصله داشته باشند.

در حالی که “آلبرت اینشتین” و “ناتان روزن”، فیزیکدان، به عنوان ارائه دهندگان نظریه‌ای به نام پل‌ اینشتین-روزن در سال ۱۹۳۵ شناخته شده‌اند، اما این نظریه نخستین‌بار در سال ۱۹۲۸ توسط ریاضیدان آلمانی “هرمان ویل” به اشتراک گذاشته شد. ویل از آنها با عنوان «لوله‌های یک بُعدی» نام برد. “جان ویلر” نیز اولین فیزیکدانی بود که در دهه ۱۹۵۰ آن را «کرم‌چاله» نامید.

“ماریا اسپیروپولو” از موسسه فناوری کالیفرنیا و همکارانش، از کامپیوتر کوانتومی “Sycamore” گوگل برای شبیه‌سازی کرم‌چاله هولوگرافیک استفاده کردند. اگرچه بر طبق نسبیت عام یک کرم‌چاله از گرانش نیرو می‌گیرد، اما این کرم‌چاله‌ی هولوگرافیکی از اثرات کوانتومی استفاده می‌کند. دانشمندان از یک کیوبیت، معادل کوانتومی بیت در کامپیوترهای متداول مبتنی بر سیلیکون، استفاده کردند و حرکت آن را به سیستم بعدی مشاهده کردند.

Untitled

کیوبیت از مسیر تله‌پورت کوانتومی حرکت کرد، فرآیندی که توسط 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” 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 کرم‌چاله 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، فضا-زمان 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.

سایت علمی بیگ بنگ/ منابع: nature.com , newscientist.com

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

3 دیدگاه