Nature: ученые создали голографическую червоточину и отправили через нее сообщение

Исследователи из США создали голографическую червоточину и отправили через нее сообщение. Это первое известный случай квантового моделирования голографической червоточины на квантовом процессоре. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Исследователи использовали квантовый компьютер для создания голограммы, двойником которой является червоточина. Чтобы понять значение этой работы, нам нужно вернуться к исследованию Эйнштейна о черных дырах в контексте общей теории относительности. Вместе со своим коллегой Натаном Розеном Эйнштейн сказал, что у черной дыры есть внутренняя область, из которой ничто не может вырваться, а также внешняя область, из которой побег все еще возможен. Граница между ними была названа горизонтом событий.

Эйнштейн и Розен поняли, что черная дыра имеет не одну, а две внешние области, соединенные своего рода червоточиной, которая теперь известна как мост Эйнштейна-Розена. Однако Эйнштейн не думал, что можно путешествовать из одной внешней области в другую через червоточину.

Еще во времена Эйнштейна концепции червоточин и квантовой запутанности считались раздельными, и последнее нельзя было использовать для отправки сообщений. Исследования, проведенные на протяжении многих лет, теперь указывают на то, что две внешние поверхности черной дыры связаны квантовой запутанностью, и невозможность перемещаться из одной внешней области в другую считается голографическим двойником использования квантовой запутанности для отправки сообщений.

Теперь исследователи предполагают, что если бы можно было заставить две внешние части черной дыры взаимодействовать, то это также можно было бы использовать для передачи сообщения между ними. Это происходит потому, что во время взаимодействия внешних объектов червоточина открывается и становится на короткое время проходимой.

Чтобы продемонстрировать это, можно было бы использовать две половины квантового компьютера в запутанном состоянии таким образом, чтобы они были голографическим двойником внешних частей черной дыры, соединенных червоточиной и посылающих сообщение через нее.

Исследователи провели моделирование квантовой системы, состоящей из девяти квантовых битов (кубитов), и увидела, что сообщение, которое они отправили через одну половину, появилось на другой расшифрованным.

Эта работа закладывает основу для будущих исследований в этом направлении и помогло бы нам проверить теории квантовой гравитации, где общую теорию относительности и квантовую механику можно изучать вместе.