科幻變成現(xiàn)實(shí)：谷歌量子計(jì)算機(jī)懸鈴木 成功實(shí)施了量子蟲洞實(shí)驗(yàn)

《星際穿越》這部科幻電影展現(xiàn)了主人公穿越蟲洞的壯麗畫面，瞬間抵達(dá)數(shù)千光年外的星系，探索新的世界，甚至與另一時(shí)空的自己實(shí)現(xiàn)了交流。雖然電影中的蟲洞是由高維生物創(chuàng)造的，但在現(xiàn)實(shí)中，人類尚未觀測(cè)到宇宙中蟲洞的存在。這引發(fā)了一個(gè)問題：蟲洞是否真實(shí)存在？如果我們能制造蟲洞，是否能夠穿越時(shí)空？

為了解開蟲洞的奧秘，美國(guó)能源部科學(xué)辦公室基礎(chǔ)物理量子通信的首席研究員瑪麗亞·斯皮羅普盧及其團(tuán)隊(duì)與谷歌展開了合作，通過谷歌旗下的量子計(jì)算機(jī)“懸鈴木”，首次實(shí)驗(yàn)性地構(gòu)建了蟲洞，實(shí)現(xiàn)了量子糾纏態(tài)的空間傳送。

蟲洞的概念最早由奧地利物理學(xué)家Ludwig Flamm于1916年提出。隨后，1930年，艾琳斯特和羅森通過研究引力場(chǎng)方程，找到了蟲洞的解，因此蟲洞也被稱為“愛因斯坦-羅森橋”。蟲洞被視為宇宙中的捷徑，允許物體瞬間實(shí)現(xiàn)空間轉(zhuǎn)移。

在深入探討蟲洞之前，讓我們了解一下黑洞和白洞。黑洞以其巨大的質(zhì)量和密度而聞名，根據(jù)萬有引力定律，它的引力相當(dāng)強(qiáng)大，足以扭曲周圍的時(shí)空。黑洞的逃逸速度高于光速，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，任何有質(zhì)量的物體都無法達(dá)到或超越光速。因此，任何進(jìn)入黑洞視界的物體都會(huì)被吞噬。

白洞則與黑洞的性質(zhì)完全相反，它將物質(zhì)從天體中釋放出來，具有排斥力。但問題是，黑洞吞噬的物體去了哪里？白洞噴發(fā)的物質(zhì)又從何而來？蟲洞在這一過程中扮演了重要的角色，充當(dāng)通道，使黑洞吞噬的物質(zhì)通過蟲洞最終由白洞釋放出來。

之前的研究表明，蟲洞可能與量子糾纏存在某種關(guān)聯(lián)，量子糾纏是一種神奇的物理現(xiàn)象，兩個(gè)糾纏的量子粒子，無論它們之間的距離有多遠(yuǎn)，都可以瞬間互相影響，無論時(shí)間和距離如何改變。蟲洞與量子糾纏具有相似之處，都能夠無視距離。

2013年，哈佛大學(xué)的丹尼爾·杰夫斯教授提出一個(gè)想法，通過推測(cè)的對(duì)偶性，可以通過調(diào)整糾纏模式來設(shè)計(jì)蟲洞。這意味著，通過耦合糾纏粒子，可以在兩個(gè)粒子之間創(chuàng)建蟲洞。在2016年，杰夫斯教授及其學(xué)生成功完成了這一實(shí)驗(yàn)，證明了通過量子糾纏粒子可以打開通向蟲洞的口，從而實(shí)現(xiàn)量子位的穿越。

蟲洞的研究在量子計(jì)算機(jī)上取得了重要突破。通過谷歌的懸鈴木量子計(jì)算機(jī)和簡(jiǎn)化版的SKY系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)成功觀察到量子位信息在蟲洞中的傳送。雖然這構(gòu)建的蟲洞與我們通常理解的蟲洞有所不同，但它們共享相似的動(dòng)力學(xué)行為，允許信息通過量子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間轉(zhuǎn)移。

蟲洞的研究和實(shí)驗(yàn)成果表明，無論是從量子力學(xué)的角度還是廣義相對(duì)論的角度，蟲洞都代表了一種空間穿越的可能性，為人類在未來的科學(xué)探索中開辟了新的前景。雖然蟲洞仍然是一個(gè)復(fù)雜而神秘的領(lǐng)域，但我們的探索將不斷前進(jìn)，或許有朝一日，蟲洞將成為連接不同時(shí)空的通道。