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量子蟲洞技術驚現中國

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量子蟲洞技術驚現中國,一位物理學家提出了一個令人興奮的實驗,有可能創造有史以來第一個可穿越的蟲洞,這意味着跨越時空的真正橋樑,現在分享量子蟲洞技術驚現中國。

量子蟲洞技術驚現中國1

掌海科技最新研發的“量子蟲洞”技術,將一直停留在紙上談兵階段的蟲洞技術變為現實,利用更細微的粒子,突破信號屏蔽空間 ,遠程通過蟲洞改變物質,實現全程零接觸操作。

該技術對於未來業界的影響將是無窮大的。

現對各界進行公開測試,打開本頁面,即可完成時空隧道鎖定,從而改變面前的物質,使其增加多種對身體有益元素,實操性極強,歡迎所有人進行測試。

操作方式:

1、準備飲品一式兩份,一份實驗品、一份對照品。

2、實驗品擺放面前,對照品擺放遠處,打開鏈接10秒。

3、關閉鏈接,對比兩份口感變化。

時空捷徑

1935年,愛因斯坦(AlbertEinstein)和他的助手羅森(NathanRosen)在廣義相對論的框架下研究黑洞,首次提出“愛因斯坦-羅森橋”的概念。

這並非是一座普通的橋,而是連接了時空中兩個不同區域的通道。上世紀50年代,物理學家惠勒(John Wheeler)將這座奇幻的橋命名為“蟲洞”。

1915年,愛因斯坦提出廣義相對論,將引力解釋為時空彎曲的一種效應。(圖/新原理研究所)

儘管廣義相對論允許蟲洞的存在,但物理學家還從未在宇宙中觀測到蟲洞。而且,與我們在科幻電影中看到的蟲洞不同,根據廣義相對論,蟲洞是不可穿越的——這意味着物體不能通過蟲洞。然而在理論上,具有負能量密度和負壓的奇異物質可以打開蟲洞,並使蟲洞變得可穿越。

現在,在一項剛發表於《自然》雜誌的最新論文中,科學家就利用一種負能量衝擊波,在量子處理器“懸鈴木”上創造了一個時空“蟲洞”。這個新的實驗並不是在量子計算機上創造出一個真實的蟲洞,而是用一種先進的量子隱形傳態協議打開了蟲洞,並讓量子信號穿過它,創造出了一種新穎的“蟲洞隱形傳態協議”

ER=EPR

讓我們再次回到1935年,除了提出蟲洞的論文之外,愛因斯坦和羅森還與波多爾斯基(BorisPodolsky)合作發表了一篇論文,在那篇論文中他們指出,兩個相距遙遠的粒子(即使是位於宇宙的兩端)之間存在着某種關聯:對其中一個粒子的狀態進行測量,就能立即知道另一個粒子的狀態。這種“鬼魅般的超距作用”被稱為量子糾纏。

自那之後,蟲洞和量子糾纏就被視為是完全獨立的兩個概念。但在2013年,馬爾達西那(Juan Maldacena)和薩斯坎德(Leonard Susskind)提出了一個對偶性:ER=EPR。

在物理學中,對偶性指的`是有些模型雖然看似不同,但卻能被用於描述等價的物理。而ER=EPR也就意味着,蟲洞(即“ER”)與糾纏(即“EPR”)實際上是等價的。這個大膽且富有詩意的想法,在引力和量子物理學之間建立了一種新的理論聯繫。

ER=EPR猜想認為,由廣義相對論預言的蟲洞與量子糾纏是等價的。如果這個猜想成立,它就可以幫助物理學家解決一個終極難題:如何用量子物理學的語言來描述引力?這個研究領域被稱為量子引力。

可穿越蟲洞與量子隱形傳態

到了2017年,哈佛大學的理論物理學家Daniel Jafferis(也是新論文的作者之一)與他的同事Ping Gao將ER=EPR的想法擴展到了可穿越的蟲洞。他們提出了一種新的對偶性:可穿越的蟲洞與量子隱形傳態是等價的。

量子隱形傳態指的是量子態的信息可以在兩個遙遠但糾纏的粒子之間發送的過程。我們知道,量子糾纏在量子計算中扮演着重要的角色。因此,量子處理器或許是探索量子隱形傳態和蟲洞之間的等價性的理想實驗設備。

Jafferis和Gao設想了一個場景:在負斥力能的維持下,一個蟲洞可以打開足夠長的時間,使物體可以從蟲洞的一端穿越到另一端。在這個場景下,量子處理器上的量子比特相互糾纏,隱形傳態就相當於是量子比特穿越蟲洞。

其實,就在Jafferis等人提出這種場景的兩年前,物理學家SubirSachdev、Jinwu Ye以及Alexei Kitaev證明了一個簡單的量子系統的動力學可以等同於量子引力效應,表明在量子處理器上測試這種對偶性是可能的。

量子蟲洞技術驚現中國
  

這種量子系統後來以它的作者們的名字被命名為SYK模型。SYK模型是一個物質粒子系統,這些粒子以羣的形式相互作用,而非通常的成對情況。在這個模型中,空間只有一維,而非三維。

進入懸鈴木

那麼,所有的這些與新研究有什麼關係呢?

在新研究中,為了探索蟲洞與量子隱形傳態之間的等價性,加州理工學院的實驗粒子物理學家Maria Spiropulu與Jafferis以及他們的同事希望能創建一個具有與蟲洞類似的隱形傳態的正確組成的系統。

若想要真正在最先進但仍然很小且容易出錯的量子計算機上,比如谷歌的“懸鈴木”量子處理器上運行Jafferis和Gao在2017年提出的蟲洞隱形傳態協議,研究人員必須將協議簡化。

為此,他們創造了一個類似於SYK模型的“嬰兒”版本(更簡易)作為實驗的框架。在這個簡化過的量子系統中,一邊是量子糾纏和量子隱形傳態,另一邊是引力動力學,它們通過ER=EPR對偶性連接在一起。

研究人員在兩邊創建了一個糾纏態,每邊都有7個馬約拉納費米子。在實際操作中,他們用了7個量子比特來進行編碼。這相當於時間t=0時的蟲洞。接着,他們讓系統在時間上向後演化,來移動這個“蟲洞”的“左右”兩個端口的位置。

量子處理器中的可穿越蟲洞的示意圖。在實驗中,研究人員使用與量子隱形傳態相同的微觀機制傳輸一個量子比特,就像可穿越蟲洞一樣。(圖/inqnet / ler)

緊接着,他們將一個量子比特選作為“參照”,讓它和一個作為“探針”的量子比特以最大的限度進行糾纏,使整個電路達到9個量子比特。通過讓探針量子比特與左邊端口中的一個量子比特交換,相當於一個粒子進入了蟲洞的一側。

隨着“蟲洞”開始隨時間向前演化,探針量子比特所攜帶的信息就會在整個量子系統中被打亂。接下來,研究團隊進行了一系列相當於量子糾纏的操作。

在引力動力學的這邊,研究人員施加了負能量衝擊波,這相當於在時空中注入了一股負能量。負能量是一種在經典物理中並不存在,但可以存在於量子力學中的能量。它們的存在至關重要,因為蟲洞本身是不穩定的,如果有任何東西試圖穿過蟲洞,它就會坍縮,需要負能量來使它打開足夠長的時間。

雖然目前我們還無法產生或控制足夠多的負能量,來在現實中開啟一個可穿越的宏觀蟲洞。但在新的研究中,研究人員製造出的相當於負能量的衝擊波,足以支撐打開一個可以讓探針量子比特通過的小小“蟲洞”。

而通過注入正能量衝擊波,就可以將它關閉。隨着“蟲洞”在時間上不斷向前演化,來自探針量子比特的被打亂的信息逐漸轉移到系統的右邊端口。就彷彿穿過蟲洞的信號經歷了一系列的打亂會恢復,最終讓量子信息完好無損地離開了蟲洞。

在懸鈴木處理器上,通過測量從左邊傳遞到右邊的量子信息的數量,研究人員確認了這種信息的轉移。他們發現只有負能量衝擊波才能讓信號通過,這表明信息是通過與可穿越蟲洞相似的物理機制傳遞的。

未來工作

未來,研究人員希望能將這項研究擴展到更復雜的量子電路上。雖然可能還需等待很久才能擁有真正的量子計算機,但研究團隊計劃,將繼續在現有的量子計算機平台上進行這種類型的實驗。

Spiropulu説:“量子糾纏、時空和量子引力之間的關係是基礎物理學中最重要的問題之一,也是理論研究的活躍領域。我們很高興能在量子硬件上測試這些想法方面邁出一小步,並將這些測試繼續下去。”

量子蟲洞技術驚現中國2

除了證明蟲洞可能存在之外,推測技術還可以通過提供這些奇異的時空隧道內部的一瞥,為現實的本質打開全新的窗口,並實現一種研究人員稱之為“反傳態”的傳送形式。

蟲洞是可以連接時空中兩個點的假設結構,這一特徵使它們在包括超光速旅行的科幻故事中特別受歡迎。但一個世紀以來,蟲洞也一直是嚴肅科學研究的話題,因為它們似乎與阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論一致。

雖然研究人員最近在模擬(或“全息”)蟲洞方面取得了突破,但沒有人在實驗室中生成過真正的蟲洞,或者在宇宙中發現了一個。

現在,布里斯托大學量子工程技術實驗室的量子物理學家和名譽研究員Hatim Salih提出了實現這一長期追求的目標的潛在路線圖。

量子蟲洞技術驚現中國 第2張
  

“想象一下,如果某人的意識,就像一個強大的人工智能,被複制到一個量子物體中,”薩利赫在一次電話中告訴主板,描述了這項技術的推測性未來應用。“如果你反移每一個量子比特,將它們從一個地方運送到另一個地方——如果這個東西有主觀體驗——那麼它可能會告訴你穿過蟲洞的感覺。

Salih也是創業公司DotQuantum的聯合創始人,他設想用一種特殊的量子計算機制造一個可穿越的蟲洞,這種計算機可以為“底層物理現實的存在提供吸煙槍”,根據他在量子科學與技術方面的新研究。

“關鍵是它使用當前的技術和當前可用的組件,”薩利赫説,指的是他提出的實驗。“希望在未來三到四年內,我們將建造這個東西。

這項新研究背後的基本概念是“反端口”,這是薩利赫從“反事實”和“運輸”這兩個詞中創造出來的一個portmanteau。雖然運輸部分相當簡單,但反事實組件源自稱為反事實通信的概念,這是一種在兩點之間發送消息而不交換任何粒子的方法。通過一個簡單的真實示例,考慮休眠的汽車發動機燈。

它沒有發出任何東西,但它仍然發出信息信號:你的引擎很好。這是反事實的溝通。

反傳態有點類似於量子隱形傳態,量子隱形傳態發生在原子的微小尺度上。在量子世界中,一個粒子可以奇怪地與其他粒子在很遠的距離糾纏,允許它將其信息轉移或傳送到其他粒子,基本上將自己複製到其他地方,然後在其原始位置解體。為了在實驗室中展示量子隱形傳態,科學家必須糾纏量子物體(如光子),然後將它們分佈到不同的點,這一過程涉及粒子在空間中的運動。

相比之下,反傳態在沒有預糾纏設置的情況下實現了相同的跨空間無實體傳輸。從本質上講,科學家通過量子系統發送光(這是量子領域的一種波),該系統通過不斷的觀察被凍結在“關閉”狀態,在那裏它以可預測的方式撞擊探測器,靜止在位。這使得科學家可以在另一端重建信息,甚至沒有打開,也沒有發送任何電或粒子。

換句話説,它更像是我們在科幻小説中熟悉的.那種傳送,其中物體似乎在一個地方消失,然後在另一個地方重新出現,根本沒有任何交換粒子的跡象。

“反流態給了你跨空間重組物體的最終目標,但我們可以驗證什麼都沒有通過,”薩利赫解釋説。“這是其他重要考慮或後果的關鍵,因為如果我們能嚴格地説什麼都沒有過去,那麼我們就可以從不同的角度重新審視物理學中的一些問題。

薩利赫十年前首次開始發展他的無粒子通信概念,此後已在實驗室條件下得到證明。這一實驗突破是由中國的一組科學家實現的,他們能夠在沒有任何有意義的交換粒子的情況下將位圖圖像從一個位置發送到另一個位置。

在這一成功之後,Salih一直致力於將該框架應用於目前正在開發的最受期待的技術之一:量子計算。

從理論上講,量子計算機可以利用量子力學的原理,將當前計算機的處理速度提高數百萬倍,使它們能夠解決一系列目前不可能解決的問題。

這些下一代計算機是圍繞量子比特構建的,量子比特是類似於現有計算機中使用的二進制比特的量子信息比特。雖然大多數科學家正在開發在計算中交換粒子的量子計算機,但Salih設想了一種可以實現反向移植的無交換計算機,將其置於不同類別的處理器中。

“量子計算有一個主要目標:更快。就是這樣,“薩利赫説。“這不是更快。事實上,它的速度要慢得多——這種無交換的量子計算。我們不在那個遊戲中。它所做的是輸入不相互通信,然後你可以看到常規量子計算沒有顯示的效果。

無交換的計算機可能會利用反流的力量來產生可穿越的蟲洞,儘管這座橋將在嚴格的局部水平上運行。與虛構的蟲洞不同,實驗版本不允許瞬間超光速旅行到遙遠的地方,因為逆流的爬行速度比光速慢得多。

然而,假設蟲洞可以被創造出來,它可以提供一個機會,通過跨越時空的真實橋樑發送信號或物體。這樣的設置將使科學家能夠探測我們的基本現實,甚至可能提供一種從真實蟲洞內部的第一人稱視角。

“你可以發送一個印在原子上的量子物體”,這個物體在蟲洞中“重建”,薩利赫説。“這可以概括,因為如果你有一個由這些[對象]組成的網絡組成的對象,並且你對每一個對象進行反向移植,那麼你就會在整個事情中進行反向移植。你可以通過這種方式擴大規模。

通過蟲洞發送物體,甚至是人工智能意識,顯然是瘋狂的可能性,基本上可以將整個旅行寫作類型吹到一個新的維度。然而,需要更多的研究和實驗來觀察這種真正的蟲洞願景能否成為現實。為此,薩利赫希望該項目有朝一日能夠推出一種令人眼花繚亂的量子計算新形式,具有廣泛的科學應用。

“這種無交換的量子計算機在主要方面有所不同,”他總結道。我們可以用它來建造這個蟲洞,並用它來檢查物理學領域,所以這可能是量子計算的首批實際用途之一。