과학자들은 구글 시카모어 2(Google Sycamore 2) 양자 컴퓨터를 사용하여 "아기" 웜홀을 만들었다.
새로운 연구는 실험실에서 양자 중력을 탐구하기 위한 첫 번째 단계입니다.과학자들이 데이터를 보았을 때, 그들은 "공황 발작 "을 일으켰습니다 그 이유는 다음과 같습니다.
"양자 웜홀"을 만드는 방법은 무엇입니까?
웜홀 또는 웜홀 은 양쪽 끝의 블랙홀(블랙홀)로 연결된 시공간의 가상의 터널입니다.자연에서 웜 홀의 엄청난 중력은 웜홀이 나타날 수 있는 조건을 제공하지만 , 새로운 실험에서 시뮬레이션된 웜홀은 약간 다르다.이는 본질적으로 양자 순간이동을 기반으로 하는 "장난감" 모델로, 포털을 통해 정보를 보내기 위해 두 개의 블랙홀을 시뮬레이션합니다.
중력과 양자 세계는 역사적으로 고려됩니다.반대, 다른 프로세스. 그러나 연구자들에 따르면 이것은 전적으로 사실이 아닙니다. 홀로그램 원리에 따르면 블랙홀 특이점 주변에서 작동하지 않는 중력 이론은 양자 법칙으로 설명할 수 있습니다. 따라서 새로운 실험은 무엇보다도 일반 상대성 이론(GR)과 양자 역학을 연결하여 물리학을 변화시킵니다.
아인슈타인의 예측
웜홀에 대한 아이디어는 Albert가 처음 제안했습니다.1935년 아인슈타인과 그의 동료 네이선 로젠. 그런 다음 그들은 일반 상대성 이론의 틀 내에서 블랙홀이 "포탈"처럼 작동하는 다리로 연결될 수 있다고 제안했습니다. 이 이론은 블랙홀의 핵심인 우주의 특이점에 대한 대안적인 설명을 제공하려는 시도입니다. 그곳에서 질량은 끝없이 한 지점에 집중되어 시공간이 무한대로 왜곡되어 아인슈타인의 방정식을 파괴할 만큼 강력한 중력장을 생성하게 됩니다. 그러나 블랙홀의 이러한 "행동"이 웜홀의 형성으로 이어진다면 일반 상대성이론이 옳다고 과학자들은 추론했습니다.
시공간을 왜곡시키는 웜홀. 출처: Needpix.com
동시에 출판을 한 달 앞두고유명한 1935년 논문에 따르면, Einstein, Rosen 및 그들의 동료인 Boris Podolsky는 또 다른 연구를 수행했습니다. 그런 다음 그들은 일반 상대성 이론에 관한 이후의 연구와는 다른 예측을 내렸습니다. 그것은 양자 이론을 지지하지 않았고, 오히려 그 “어리석은 결론”을 불신했습니다.
양자역학의 법칙이 참이라면,과학자들은 두 입자가 불가분하게 연결되어 있어야 한다고 강조했습니다. 하나를 측정하면 멀리 떨어져 있더라도 다른 하나에 즉시 영향을 미칩니다. 아인슈타인은 이 과정을 비웃었고 오늘날에는 양자 얽힘으로 알려져 있습니다. 과학자는 이를 "원거리에서의 유령 같은 행동"이라고 부르며 그것이 비현실적임을 암시했습니다. 그러나 그 이후로 물리학자들은 이 현상을 여러 번 관찰하고 사용했습니다.
과학자의 주요 실수
아인슈타인이 이 두 가지를 했지만획기적인 예측, 양자 물리학의 불확실성과 기이함에 대한 그의 혐오감은 그를 눈멀게 했습니다. 결과적으로 그는 중요한 발견을 하지 못했습니다. 일반 상대성 이론과 양자 물리학은 그의 두 가지 가정과 마찬가지로 관련이 있을 수 있습니다. 물리학자들은 일반 상대성 이론을 양자 이론과 분리함으로써 중력과 양자 효과가 충돌하는 과학의 중요한 영역을 탐구하지 않았습니다. 결과적으로 우리는 블랙홀 내부에 무엇이 숨겨져 있는지, 빅뱅 순간 우주가 집중되어 있던 극미점에 대해서는 아직도 알 수 없습니다.
홀로그램 원리
아인슈타인은 막다른 골목에 이르렀기 때문에,과학자들은 상대성과 양자 세계를 결합하여 "모든 것의 이론"을 만들려고 노력했습니다. 그 과정에서 물리학자들은 매우 특이한 이론을 많이 만들어냈는데, 그 중 하나가 홀로그램 원리입니다. 이에 따르면 우주는 원격 2차원 표면에서 발생하는 과정을 3차원 홀로그램으로 투영한 것입니다.
이 아이디어는 1970년대 스티븐 호킹의 연구에서 유래되었습니다.연령. 그런 다음 그는 명백한 역설을 공식화했습니다. 블랙홀이 실제로 호킹 복사(사건의 지평선 근처에 무작위로 나타나는 가상 입자)를 방출하면 결국 증발한다는 것입니다. 이는 정보가 파괴될 수 없다는 양자역학의 기본 규칙을 위반하는 것입니다. 이제 GR과 양자 역학은 더 이상 화해할 수 없는 것처럼 보이지 않았습니다. 엄청나게 정확한 예측이 많이 있음에도 불구하고 완전히 틀릴 수도 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 이론의 지지자들은양자 세계와 일반 상대성 이론을 조화시킨 끈은 블랙홀의 정보가 사건의 지평선(초중력으로 인해 빛조차 탈출할 수 없는 지점)의 2차원 표면과 연결되어 있다고 가정했습니다. 물리학자들은 블랙홀로 붕괴되는 별에 대한 정보가 호킹 복사로 인코딩되기 전에 해당 지평선 표면의 요동으로 짜여져 블랙홀이 증발하기 전에 전송된다고 믿었습니다.
1990년대 이론물리학자 레너드(Leonard)는Susskind와 Gerard Hoeft는 이 아이디어를 개발해야 한다는 것을 깨달았습니다(시트콤 "The Big Bang Theory"의 영웅 중 한 명인 Susskind를 기리기 위해 파괴되었습니다). 2차원 사건의 지평선에 있는 3차원 별에 대한 모든 정보를 상상한다면 우주(자체 확장 지평선도 있음)도 2차원 정보의 3차원 투영인 홀로그램입니다.
정보 포털에 대한 예술가의 아이디어. 사진: Needpix.com
이러한 관점에서 두 개의 서로 다른 이론이 있습니다.사실 통일된 전체입니다. 시공간의 중력 곡률은 우리가 보는 다른 모든 것과 마찬가지로 홀로그램 투영입니다. 먼 지평선의 저차원 표면에서 양자 입자의 가장 작은 상호 작용의 결과로 나타났습니다.
아이디어 검증
이러한 아이디어를 테스트하기 위해 물리학자들은 다음을 사용했습니다.Google 컴퓨터 시카모어 2. 그들은 양쪽 끝에 두 개의 양자 얽힌 블랙홀을 포함하는 단순한 홀로그램 우주의 기본 모델을 탑재했습니다. 입력 메시지를 첫 번째 큐비트로 인코딩한 후 과학자들은 그것이 (마치 첫 번째 구멍에 삼켜진 것처럼) 횡설수설로 변하는 것을 지켜봤습니다. 그리고 나서 그것은 마치 두 번째 블랙홀에 의해 “뱉어낸” 것처럼 암호화되지 않은 채 손상되지 않은 채 반대편으로 날아갔습니다.
다음은 무엇입니까?
웜홀 실험에서 가장 놀라운 점메시지가 어떤 형태로 전달되었는지는 아닙니다. 완전히 손상되지 않은 것처럼 보이는 것이 중요합니다. 실제로 이 모델은 물리적 웜홀처럼 작동했습니다. 실험에서 양자 얽힘에 의해 구동될 수 있음이 나타났습니다.
동시에 정보는 작은 경로를 통해 전달되었습니다.갭 이는 자연에서 상상할 수 있는 가장 짧은 거리인 플랑크 길이보다 몇 배 더 길었습니다. 앞으로 과학자들은 더 복잡한 실험을 개발하고 더 발전된 장비를 사용하여 이를 수행할 것입니다. 목표는 장거리로 메시지를 보내는 것입니다.
결론은 무엇입니까?
양자의 블랙홀 유사체컴퓨터는 우주에 숨어 있는 모든 것을 소비하는 괴물이 아닙니다. 과학자들은 블랙홀을 충분히 정확하게 모델링했는지 확신하지 못하며 이러한 양자 컴퓨터 균열을 "신생" 블랙홀이라고 불렀습니다. 그러나 물리학자들은 그들이 "오리처럼 보이고, 오리처럼 걷고, 오리처럼 꽥꽥거린다"고 지적했습니다. 정말 오리인 것 같습니다.
대대적인 이론적 '도약'정보 대신 웜홀을 통해 아원자 입자와 같은 물리적인 것을 보낼 필요는 없습니다. 그러나 물리학자들은 진정한 미니 블랙홀을 만들려면 훨씬 더 높은 밀도의 큐비트가 필요하다고 강조합니다. 이것을 실험적으로 수행하는 것은 매우 어렵습니다. 한때 우주로 보냈던 것처럼 개 라이카를 웜홀로 보내기 전에 해야 할 일이 아직 많이 남아 있습니다.
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표지: 웜홀에 대한 예술가의 아이디어