L’equivalente di un wormhole è stato creato su un processore quantistico. I ricercatori negli Stati Uniti hanno utilizzato un protocollo di teletrasporto quantistico avanzato per aprire un wormhole e inviare segnali quantistici attraverso di esso. Studiando la dinamica delle informazioni quantistiche trasmesse, il team ha ottenuto informazioni sulla dinamica gravitazionale. L’esperimento servirà per capire meglio la teoria delle stringhe.
Un wormhole è un ponte nello spazio-tempo che collega due luoghi diversi. Sebbene i wormhole siano coerenti con la teoria della relatività generale di Albert Einstein, non sono stati mai “approvati” dai fisici. A differenza dei wormhole nella fantascienza, non sono attraversabili dagli oggetti.
Sebbene la relatività generale proibisca di viaggiare attraverso un wormhole, si teorizza che la materia esotica, materia con densità di energia negativa e pressione negativa, potrebbe aprire un wormhole e renderlo attraversabile. Ma queste teorie sono difficili da testare, anche se si potrebbe creare un wormhole in laboratorio.
Un esperimento che ha dell’incredibile
Ma la fisica ha un asso nella manica: il teletrasporto quantistico di informazioni tra due particelle definite “entangled”. Questo processo avviene istantaneamente e quindi emula il processo di invio di informazioni quantistiche attraverso un wormhole gravitazionale. In entrambi i casi, tuttavia, non è possibile comunicare più velocemente della velocità della luce perché è necessario un segnale subluminale per decodificare l’informazione.
L’entanglement quantistico gioca un ruolo importante nel calcolo quantistico, quindi un processore quantistico è il dispositivo sperimentale ideale per esplorare le somiglianze tra teletrasporto quantistico e un wormhole. In questo scenario, i bit quantici, o qubit installati sul processore quantistico sono intrecciati tra loro. Ciò significa che il teletrasporto è l’equivalente del qubit che viaggia attraverso un wormhole.
Maria Spiropulu al Caltech e Daniel Jafferis all’Università di Harvard e colleghi hanno fatto un simile esperimento. Il loro scopo era creare un sistema che avesse gli ingredienti giusti.
Una sfida importante che hanno dovuto superare per prima è stato il numero di qubit da utilizzare, dato che servivano molti più qubit di quelli disponibili nei processori quantistici di oggi. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno utilizzato l’apprendimento automatico per calcolare il numero minimo di qubit richiesti e come dovrebbero essere codificati per impostare il protocollo di teletrasporto quantistico. Hanno scoperto di poter creare la dinamica del wormhole su nove qubit con 164 porte a due qubit su un processore quantistico chiamato Google Sycamore.
Nel loro esperimento i ricercatori hanno dimostrato di poter mantenere aperto un wormhole per un periodo di tempo sufficiente applicando onde d’urto di energia negativa, che si presentavano sotto forma di speciali impulsi di campi quantistici.