भौतिक विज्ञानी क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करके वर्महोल बनाते हैं

भौतिकविदों ने पहली बार वर्महोल बनाया है, 1935 में अल्बर्ट आइंस्टीन और नाथन रोसेन द्वारा एक प्रकार की सुरंग का निर्माण किया गया था जो अंतरिक्ष के एक अतिरिक्त आयाम से होकर एक स्थान से दूसरे स्थान तक जाती है।

वर्महोल छोटे सुपरकंडक्टिंग सर्किट में संग्रहीत सूचना के क्वांटम बिट्स, या "क्विबिट्स" से होलोग्राम की तरह उभरा। qubits में हेरफेर करके, भौतिकविदों ने फिर वर्महोल के माध्यम से सूचना भेजी आज सूचना दी पत्रिका में प्रकृति.

टीम, के नेतृत्व में मारिया स्पिरोपुलु कैलिफ़ोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के, ने Google के क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करके उपन्यास "वर्महोल टेलीपोर्टेशन प्रोटोकॉल" को लागू किया, जो कैलिफोर्निया के सांता बारबरा में Google क्वांटम एआई में स्थित साइकैमोर नामक एक उपकरण है। अपनी तरह के इस पहले "चिप पर क्वांटम ग्रेविटी प्रयोग" के साथ, जैसा कि स्पिरोपुलु ने वर्णित किया, उसने और उसकी टीम ने भौतिकविदों के एक प्रतिस्पर्धी समूह को हराया जो वर्महोल टेलीपोर्टेशन करना चाहते हैं आईबीएम और क्वांटिनम के क्वांटम कंप्यूटर के साथ।

जब स्पिरोपुलु ने मुख्य हस्ताक्षर को देखा, जिसमें संकेत दिया गया था कि वर्महोल के माध्यम से क्वाइब गुजर रहे थे, तो उसने कहा, "मैं हिल गया था।"

प्रयोग को होलोग्राफिक सिद्धांत के साक्ष्य के रूप में देखा जा सकता है, मौलिक भौतिकी के दो स्तंभ, क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य सापेक्षता, एक साथ कैसे फिट होते हैं, इस बारे में एक व्यापक परिकल्पना। भौतिकविदों ने 1930 के दशक से इन असंबद्ध सिद्धांतों को समेटने का प्रयास किया है - एक, परमाणुओं और उप-परमाणु कणों के लिए एक नियम पुस्तिका, दूसरा, आइंस्टीन का विवरण कि कैसे पदार्थ और ऊर्जा अंतरिक्ष-समय के कपड़े को विकृत करते हैं, जिससे गुरुत्वाकर्षण उत्पन्न होता है। होलोग्राफिक सिद्धांत, 1990 के दशक के बाद से, दो रूपरेखाओं के बीच एक गणितीय तुल्यता या "द्वैत" प्रस्तुत करता है। यह कहता है कि सामान्य सापेक्षता द्वारा वर्णित बेंडी स्पेस-टाइम सातत्य वास्तव में प्रच्छन्न कणों की एक क्वांटम प्रणाली है। स्पेस-टाइम और ग्रेविटी क्वांटम प्रभाव से उभर कर आते हैं जैसे कि एक 3डी पैटर्न से 2डी होलोग्राम प्रोजेक्ट करता है।

दरअसल, नया प्रयोग इस बात की पुष्टि करता है कि क्वांटम प्रभाव, उस प्रकार का जिसे हम क्वांटम कंप्यूटर में नियंत्रित कर सकते हैं, एक ऐसी घटना को जन्म दे सकता है जिसे हम सापेक्षता में देखने की उम्मीद करते हैं - एक वर्महोल। गूलर चिप में qubits की विकसित प्रणाली "यह वास्तव में अच्छा वैकल्पिक विवरण है," कहा जॉन प्रेस्किल, कैल्टेक में एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जो प्रयोग में शामिल नहीं थे। "आप गुरुत्वाकर्षण के रूप में प्रणाली को बहुत अलग भाषा में सोच सकते हैं।"

स्पष्ट होने के लिए, सामान्य होलोग्राम के विपरीत, वर्महोल ऐसा कुछ नहीं है जिसे हम देख सकते हैं। जबकि इसे सह-लेखक के अनुसार "वास्तविक अंतरिक्ष-समय का एक रेशा" माना जा सकता है डेनियल जाफरिस हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के, वर्महोल टेलीपोर्टेशन प्रोटोकॉल के प्रमुख विकासकर्ता, यह उसी वास्तविकता का हिस्सा नहीं है जिसमें हम और गूलर कंप्यूटर निवास करते हैं। होलोग्राफिक सिद्धांत कहता है कि दो वास्तविकताएँ - एक वर्महोल के साथ और एक क्विबिट्स के साथ - एक ही भौतिकी के वैकल्पिक संस्करण हैं, लेकिन इस तरह के द्वैत की अवधारणा कैसे की जाती है यह रहस्यमय बना हुआ है।

परिणाम के मूलभूत प्रभावों के बारे में राय अलग-अलग होगी। महत्वपूर्ण रूप से, प्रयोग में होलोग्राफिक वर्महोल में हमारे अपने ब्रह्मांड के अंतरिक्ष-समय की तुलना में एक अलग प्रकार का अंतरिक्ष-समय होता है। यह बहस का विषय है कि क्या प्रयोग इस परिकल्पना को आगे बढ़ाता है कि हम जिस अंतरिक्ष-समय में रहते हैं, वह भी होलोग्राफिक है, जो क्वांटम बिट्स द्वारा प्रतिरूपित है।

जाफरिस ने कहा, "मुझे लगता है कि यह सच है कि हमारे ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण कुछ क्वांटम [बिट्स] से उसी तरह उभरता है जैसे कि यह छोटा बच्चा एक आयामी वर्महोल उभरता है"। "निश्चित रूप से हम यह निश्चित रूप से नहीं जानते हैं। हम इसे समझने की कोशिश कर रहे हैं।"

वर्महोल में

होलोग्राफिक वर्महोल की कहानी 1935 में प्रकाशित दो प्रतीत होने वाले असंबंधित पत्रों से मिलती है: एक आइंस्टीन और रोसेन द्वारा, जिसे ईआर के रूप में जाना जाता है, अन्य उनमें से दो और बोरिस पोडॉल्स्की, जिन्हें ईपीआर के नाम से जाना जाता है। ईआर और ईपीआर दोनों पत्रों को शुरू में महान ई के सीमांत कार्यों के रूप में आंका गया था। यह बदल गया है।

ईआर पेपर में, आइंस्टीन और उनके युवा सहायक रोसेन ने सामान्य सापेक्षता को हर चीज के एकीकृत सिद्धांत में विस्तारित करने का प्रयास करते हुए वर्महोल की संभावना पर ठोकर खाई - न केवल अंतरिक्ष-समय का विवरण, बल्कि इसमें निलंबित उपपरमाण्विक कणों का भी। जर्मन भौतिक विज्ञानी-सैनिक कार्ल श्वार्ज़चाइल्ड ने 1916 में आइंस्टीन द्वारा सिद्धांत प्रकाशित करने के कुछ महीने बाद, सामान्य सापेक्षता की तहों के बीच अंतरिक्ष-समय के ताने-बाने में रोड़े अटकाए थे। श्वार्ज़चाइल्ड ने दिखाया कि द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण से खुद को इतना आकर्षित कर सकता है कि यह एक बिंदु पर असीम रूप से केंद्रित हो जाता है, अंतरिक्ष-समय को इतनी तेजी से घुमाता है कि चर अनंत हो जाते हैं और आइंस्टीन के समीकरण खराब हो जाते हैं। अब हम जानते हैं कि ये "विलक्षणताएँ" पूरे ब्रह्मांड में मौजूद हैं। वे ऐसे बिंदु हैं जिनका हम न तो वर्णन कर सकते हैं और न ही देख सकते हैं, प्रत्येक एक ब्लैक होल के केंद्र में छिपा हुआ है जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा पास के सभी प्रकाश को फँसा लेता है। विलक्षणताएँ वे हैं जहाँ गुरुत्वाकर्षण के एक क्वांटम सिद्धांत की सबसे अधिक आवश्यकता होती है।

आइंस्टीन और रोसेन ने अनुमान लगाया कि श्वार्जस्चिल्ड का गणित प्राथमिक कणों को सामान्य सापेक्षता में प्लग करने का एक तरीका हो सकता है। चित्र को काम करने के लिए, उन्होंने अपने समीकरणों से विलक्षणता को छीन लिया, नए चरों में अदला-बदली की, जो तेज बिंदु को एक अतिरिक्त-आयामी ट्यूब के साथ अंतरिक्ष-समय के दूसरे भाग में ले गए। आइंस्टीन और रोसेन ने तर्क दिया, गलत तरीके से लेकिन वर्तमान में, कि ये "पुल" (या वर्महोल्स) कणों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं।

विडंबना यह है कि वर्महोल्स और कणों को जोड़ने के प्रयास में, दोनों ने उस अजीब कण घटना पर विचार नहीं किया, जिसे उन्होंने दो महीने पहले पोडॉल्स्की के साथ ईपीआर पेपर: क्वांटम उलझाव में पहचाना था।

उलझाव तब पैदा होता है जब दो कण परस्पर क्रिया करते हैं। क्वांटम नियमों के अनुसार, कणों में एक साथ कई संभावित अवस्थाएँ हो सकती हैं। इसका मतलब है कि कणों के बीच बातचीत के कई संभावित परिणाम हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रत्येक कण किस अवस्था से शुरू होता है। हालांकि, उनके परिणामी राज्यों को हमेशा जोड़ा जाएगा - कण ए कैसे समाप्त होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि कण बी कैसे निकलता है। इस तरह की बातचीत के बाद, कणों का एक साझा सूत्र होता है जो उन विभिन्न संयुक्त अवस्थाओं को निर्दिष्ट करता है जिनमें वे हो सकते हैं।

चौंकाने वाला परिणाम, जिसने ईपीआर लेखकों को क्वांटम सिद्धांत पर संदेह करने का कारण बना, "दूरी पर डरावनी कार्रवाई" है, जैसा कि आइंस्टीन ने कहा था: कण ए को मापना (जो इसकी संभावनाओं में से एक वास्तविकता को चुनता है) तुरंत बी की इसी स्थिति का फैसला करता है, कोई फर्क नहीं पड़ता कि बी कितना दूर है।

1990 के दशक में भौतिकविदों द्वारा खोजे जाने के बाद से उलझाव का कथित महत्व बढ़ गया है कि यह नए प्रकार की संगणनाओं की अनुमति देता है। दो qubits - क्वांटम ऑब्जेक्ट्स जैसे कण जो दो संभावित राज्यों में मौजूद हैं, 0 और 1 - अलग-अलग संभावनाओं (0 और 0, 0 और 1, 1 और 0, और 1 और 1) के साथ चार संभावित राज्यों को उत्पन्न करता है। तीन qubits एक साथ आठ संभावनाएं बनाते हैं, और इसी तरह; एक "क्वांटम कंप्यूटर" की शक्ति प्रत्येक अतिरिक्त उलझी हुई कक्षा के साथ तेजी से बढ़ती है। चतुराई से उलझाव को व्यवस्थित करें, और आप उस क्रम को छोड़कर 0 और 1 के सभी संयोजनों को रद्द कर सकते हैं जो एक गणना का उत्तर देता है। गूगल के 54-क्विट साइकैमोर मशीन के नेतृत्व में पिछले कुछ वर्षों में प्रोटोटाइप क्वांटम कंप्यूटर कुछ दर्जन क्विबिट से बने हैं।

इस बीच, क्वांटम ग्रेविटी शोधकर्ताओं ने क्वांटम उलझाव पर एक और कारण तय किया है: स्पेस-टाइम होलोग्राम के संभावित स्रोत कोड के रूप में।

ईआर = ईपीआर

1980 के दशक के अंत में ब्लैक होल सिद्धांतकार जॉन व्हीलर के विचार के बाद स्पेस-टाइम और होलोग्राफी की शुरुआत हुई, जिसमें कहा गया था कि स्पेस-टाइम और इसमें मौजूद हर चीज सूचना से उत्पन्न हो सकती है। जल्द ही, डच भौतिक विज्ञानी जेरार्ड 'टी हूफ्ट सहित अन्य शोधकर्ताओं ने सोचा कि क्या यह उद्भव होलोग्राम के प्रक्षेपण के समान हो सकता है। उदाहरण ब्लैक होल अध्ययन और स्ट्रिंग थ्योरी में सामने आए थे, जहां एक भौतिक परिदृश्य के एक विवरण को एक अतिरिक्त स्थानिक आयाम के साथ समान रूप से मान्य दृश्य में अनुवादित किया जा सकता था। 1994 के एक पेपर में शीर्षक "विश्व एक होलोग्राम के रूप में, " लियोनार्ड ससकीन, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में एक क्वांटम ग्रेविटी थिओरिस्ट, ने 'टी हूफ्ट के होलोग्राफिक सिद्धांत को दूर किया, यह तर्क देते हुए कि सामान्य सापेक्षता द्वारा वर्णित बेंडी स्पेस-टाइम की मात्रा क्षेत्र के निम्न-आयामी पर क्वांटम कणों की एक प्रणाली के बराबर, या "दोहरी" है। सीमा।

होलोग्रफ़ी का एक महत्वपूर्ण उदाहरण तीन साल बाद आया। जुआन मालडेसेना, प्रिंसटन, न्यू जर्सी में उन्नत अध्ययन संस्थान में अब एक क्वांटम गुरुत्व सिद्धांतवादी, की खोज कि एक प्रकार का स्थान जिसे एंटी-डी सिटर (AdS) स्थान कहा जाता है, वास्तव में एक होलोग्राम है।

वास्तविक ब्रह्माण्ड डे सिटर स्पेस है, जो अपनी स्वयं की सकारात्मक ऊर्जा द्वारा बाहर की ओर संचालित एक निरंतर बढ़ता क्षेत्र है। इसके विपरीत, AdS स्थान नकारात्मक ऊर्जा से भरा हुआ है - सामान्य सापेक्षता के समीकरणों में एक स्थिरांक के चिह्न में अंतर के परिणामस्वरूप - अंतरिक्ष को एक "अतिशयोक्तिपूर्ण" ज्यामिति देता है: वस्तुएँ अंतरिक्ष के केंद्र से बाहर की ओर बढ़ने पर सिकुड़ जाती हैं, एक बाहरी सीमा पर असीम होता जा रहा है। माल्डेसेना ने दिखाया कि एक एडीएस ब्रह्मांड के अंदर अंतरिक्ष-समय और गुरुत्वाकर्षण सीमा पर एक क्वांटम प्रणाली के गुणों के अनुरूप है (विशेष रूप से एक प्रणाली जिसे अनुरूप क्षेत्र सिद्धांत या सीएफटी कहा जाता है)।

इस "AdS/CFT पत्राचार" का वर्णन करने वाले मालदासेना के धमाकेदार 1997 के पेपर को बाद के अध्ययनों में 22,000 बार उद्धृत किया गया है - औसतन दिन में दो बार से अधिक। "AdS/CFT पर आधारित विचारों का फायदा उठाने की कोशिश दशकों से हजारों सर्वश्रेष्ठ सिद्धांतकारों का मुख्य लक्ष्य रहा है," कहा पीटर वोइटकोलंबिया विश्वविद्यालय में एक गणितीय भौतिक विज्ञानी।

जैसा कि मालदासेना ने स्वयं डायनेमिक स्पेस-टाइम और क्वांटम सिस्टम के बीच अपने एडीएस/सीएफटी मानचित्र का अन्वेषण किया, उन्होंने वर्महोल्स के बारे में एक नई खोज की। वह कणों के दो सेटों से जुड़े एक विशेष उलझाव पैटर्न का अध्ययन कर रहे थे, जहां एक सेट में प्रत्येक कण दूसरे में एक कण के साथ उलझा हुआ है। मालदासेना पता चला कि यह स्थिति गणितीय रूप से नाटकीय होलोग्राम के लिए दोहरी है: AdS अंतरिक्ष में ब्लैक होल की एक जोड़ी जिसका अंदरूनी वर्महोल के माध्यम से जुड़ता है।

2013 में मालदासेना से पहले एक दशक गुजरना पड़ा (परिस्थितियों में कि "स्पष्ट होने के लिए, मुझे याद नहीं है," वह कहते हैं), एहसास हुआ कि उनकी खोज क्वांटम उलझाव और वर्महोल के माध्यम से कनेक्शन के बीच एक अधिक सामान्य पत्राचार का संकेत दे सकती है। उन्होंने सस्किंड को एक ईमेल में एक गूढ़ छोटा सा समीकरण - ER = EPR - गढ़ा, जो तुरंत समझ गया। दोनों जल्दी अनुमान विकसित किया एक साथ, लिखते हुए, "हम तर्क देते हैं कि दो ब्लैक होल के बीच आइंस्टीन रोसेन पुल दो ब्लैक होल के माइक्रोस्टेट्स के बीच ईपीआर-जैसे सहसंबंधों द्वारा बनाया गया है," और यह कि द्वंद्व उससे अधिक सामान्य हो सकता है: "यह बहुत ही आकर्षक है वो सोचो कोई ईपीआर सहसंबद्ध प्रणाली किसी प्रकार के ईआर ब्रिज से जुड़ी हुई है।

हो सकता है कि एक वर्महोल ब्रह्मांड में कणों के हर जोड़े को जोड़ता है, एक स्थानिक कनेक्शन बनाता है जो उनके साझा इतिहास को रिकॉर्ड करता है। शायद आइंस्टीन का अनुमान था कि वर्महोल्स का कणों से संबंध सही था।

एक मजबूत पुल

जब जाफरिस ने 2013 में एक सम्मेलन में ईआर = ईपीआर के बारे में मालदासेना व्याख्यान सुना, तो उन्होंने महसूस किया कि अनुमानित द्वैत आपको उलझाव पैटर्न को सिलाई करके बेस्पोक वर्महोल डिजाइन करने की अनुमति देनी चाहिए।

मानक आइंस्टीन-रोसेन पुल हर जगह विज्ञान-फाई के प्रशंसकों के लिए एक निराशा है: एक बनने के लिए, यह अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के तहत जल्दी से ढह जाएगा और अंतरिक्ष यान या किसी अन्य चीज के माध्यम से बहुत पहले ही बंद हो जाएगा। लेकिन जाफरिस ने वर्महोल के दो मुंह को कूटने वाले उलझे हुए कणों के दो सेटों के बीच एक तार या किसी अन्य भौतिक संबंध को जोड़ने की कल्पना की। इस तरह के युग्मन के साथ, एक तरफ के कणों पर काम करने से दूसरी तरफ के कणों में परिवर्तन हो सकता है, शायद उनके बीच के वर्महोल को खोलकर। "क्या ऐसा हो सकता है कि वर्महोल ट्रैवर्सेबल हो?" जाफरिस आश्चर्यचकित होकर याद करते हैं। बचपन से वर्महोल्स से मोहित होने के बाद - एक भौतिकी कौतुक, उन्होंने 14 साल की उम्र में येल विश्वविद्यालय में शुरुआत की - जाफरिस ने "लगभग मनोरंजन के लिए" सवाल का पीछा किया।

हार्वर्ड में वापस, वह और पिंग गाओ, उस समय उनके स्नातक छात्र, और एरन वॉल, फिर एक विजिटिंग शोधकर्ता ने अंततः गणना की कि, वास्तव में, उलझे हुए कणों के दो सेटों को जोड़कर, आप बाएं हाथ के सेट पर एक ऑपरेशन कर सकते हैं, जो दोहरे, उच्च-आयामी अंतरिक्ष-समय चित्र में, वर्महोल को खुला रखता है। दाहिने हाथ के मुंह के लिए और एक qubit के माध्यम से धक्का देता है।

जाफरिस, गाओ और वॉल्स 2016 की खोज इस होलोग्राफिक के ट्रैवर्सेबल वर्महोल ने शोधकर्ताओं को होलोग्रफ़ी के यांत्रिकी में एक नई खिड़की दी। "तथ्य यह है कि अगर आप बाहर से सही चीजें करते हैं तो आप समाप्त हो सकते हैं, इसका मतलब यह भी है कि आप वर्महोल के अंदर देख सकते हैं", जाफरिस ने कहा। "इसका मतलब है कि इस तथ्य की जांच करना संभव है कि दो उलझी हुई प्रणालियाँ कुछ जुड़ी हुई ज्यामिति द्वारा वर्णित हैं।"

महीनों के भीतर, मालदासेना और दो सहयोगियों ने यह दिखाते हुए योजना पर निर्माण किया था कि ट्रैवर्सेबल वर्महोल को एक साधारण सेटिंग में महसूस किया जा सकता है - "एक क्वांटम सिस्टम जो इतना सरल है कि हम इसे बनाने की कल्पना कर सकते हैं," जाफरिस ने कहा।

SYK मॉडल, जैसा कि इसे कहा जाता है, पदार्थ के कणों की एक प्रणाली है जो सामान्य जोड़े के बजाय समूहों में परस्पर क्रिया करते हैं। पहली बार 1993 में सुबीर सचदेव और जिनवु ये द्वारा वर्णित, मॉडल अचानक 2015 में शुरू होने से बहुत अधिक मायने रखता है जब सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी अलेक्सी किताएव पता चला कि यह होलोग्राफिक है। उस वर्ष सांता बारबरा, कैलिफ़ोर्निया में एक व्याख्यान में, किताएव (जो एसवाईके में के बन गए) ने सबूत के साथ कई चॉकबोर्ड भर दिए कि मॉडल का विशेष संस्करण जिसमें पदार्थ के कण चार के समूहों में परस्पर क्रिया करते हैं, गणितीय रूप से एक-आयामी काले रंग के लिए मैप करने योग्य है। एडीएस स्थान में छेद, समान समरूपता और अन्य गुणों के साथ। "कुछ जवाब दो मामलों में समान हैं," उन्होंने एक उत्साही दर्शकों से कहा। मालदासेना आगे की पंक्ति में बैठी थी।

डॉट्स, मालदासेना और सह-लेखकों को जोड़ना प्रस्तावित कि एक साथ जुड़े दो SYK मॉडल जाफरिस, गाओ और वॉल के ट्रैवर्सेबल वर्महोल के दो मुंह को कूटबद्ध कर सकते हैं। जाफ़री और गाओ अप्रोच के साथ दौड़े। 2019 तक, उन्होंने अपना रास्ता खोज लिया एक ठोस नुस्खा चार-तरफ़ा-अंतःक्रियात्मक कणों की एक प्रणाली से दूसरे में सूचना के एक वर्ग को टेलीपोर्ट करने के लिए। सभी कणों की स्पिन दिशाओं को घुमाते हुए, दोहरी अंतरिक्ष-समय की तस्वीर में, एक नकारात्मक-ऊर्जा शॉक वेव में अनुवाद किया जाता है, जो वर्महोल के माध्यम से स्वीप करता है, क्विबिट को आगे बढ़ाता है और, अनुमानित समय पर, मुंह से बाहर निकलता है।

"जाफरिस का वर्महोल ईआर = ईपीआर का पहला ठोस अहसास है, जहां वह दिखाता है कि संबंध किसी विशेष प्रणाली के लिए बिल्कुल सही है," कहा एलेक्स ज़्लोकापा, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में स्नातक छात्र और नए प्रयोग पर सह-लेखक।

लैब में वर्महोल

जैसा कि सैद्धांतिक कार्य विकसित हो रहा था, मारिया स्पिरोपुलु, एक कुशल प्रायोगिक कण भौतिक विज्ञानी, जो हिग्स बोसोन की 2012 की खोज में शामिल थे, होलोग्राफिक क्वांटम गुरुत्व प्रयोगों को करने के लिए नवजात क्वांटम कंप्यूटरों का उपयोग करने के बारे में सोच रहे थे। 2018 में उसने जाफरिस को अपनी बढ़ती टीम में शामिल होने के लिए राजी किया, साथ ही Google क्वांटम एआई - साइकैमोर डिवाइस के रखवाले के शोधकर्ताओं के साथ।

जाफरिस और गाओ के वर्महोल टेलीपोर्टेशन प्रोटोकॉल को अत्याधुनिक लेकिन अभी भी छोटे और त्रुटि-प्रवण क्वांटम कंप्यूटर पर चलाने के लिए, स्पिरोपुलु की टीम को प्रोटोकॉल को बहुत सरल बनाना पड़ा। एक पूर्ण SYK मॉडल में व्यावहारिक रूप से असीम रूप से कई कण होते हैं जो यादृच्छिक शक्तियों के साथ एक दूसरे से जुड़े होते हैं क्योंकि चार-तरफ़ा इंटरैक्शन पूरे होते हैं। यह गणना करना संभव नहीं है; यहां तक ​​कि सभी 50-विषम उपलब्ध qubits का उपयोग करने के लिए सैकड़ों हजारों सर्किट संचालन की आवश्यकता होगी। शोधकर्ताओं ने एक होलोग्राफिक वर्महोल बनाने के लिए केवल सात क्विबिट और सैकड़ों ऑपरेशन किए। ऐसा करने के लिए, उन्हें सात-कण SYK मॉडल को "स्पार्सिफाई" करना पड़ा, मॉडल के होलोग्राफिक गुणों को बनाए रखते हुए, केवल सबसे मजबूत चार-तरफ़ा इंटरैक्शन को एन्कोडिंग और बाकी को खत्म करना। स्पिरोपुलु ने कहा, "ऐसा करने के लिए एक चतुर तरीका निकालने में कुछ साल लग गए।"

सफलता का एक रहस्य ज़्लोकापा था, जो एक वेफ़िश ऑर्केस्ट्रा का बच्चा था, जो कैलटेक अंडरग्रेजुएट के रूप में स्पिरोपुलु के अनुसंधान समूह में शामिल हो गया। एक प्रतिभाशाली प्रोग्रामर, ज़्लोकापा ने तंत्रिका नेटवर्क के न्यूरॉन्स के बीच कनेक्शन पर एसवाईके मॉडल के कण इंटरैक्शन को मैप किया, और एक कुंजी वर्महोल हस्ताक्षर को संरक्षित करते हुए जितना संभव हो उतना नेटवर्क कनेक्शन हटाने के लिए सिस्टम को प्रशिक्षित किया। प्रक्रिया ने चार-तरफ़ा इंटरैक्शन की संख्या को सैकड़ों से घटाकर पाँच कर दिया।

इसके साथ, टीम ने गूलर की कठपुतलियों की प्रोग्रामिंग शुरू कर दी। सात qubits 14 पदार्थ कणों को सांकेतिक शब्दों में बदलना - सात बाएँ और दाएँ SYK सिस्टम में, जहाँ बाईं ओर का प्रत्येक कण दाईं ओर एक से उलझा हुआ है। राज्यों 0 और 1 के कुछ संभाव्य संयोजन में आठवीं कक्षा, फिर बाएं एसवाईके मॉडल से कणों में से एक के साथ बदली जाती है। उस क्यूबिट के संभावित राज्य जल्दी से बाईं ओर के अन्य कणों के राज्यों के साथ उलझ जाते हैं, पानी में स्याही की एक बूंद की तरह समान रूप से इसकी जानकारी फैलाते हैं। यह AdS अंतरिक्ष में एक आयामी वर्महोल के बाएं मुंह में प्रवेश करने वाली कक्षा के लिए होलोग्राफिक रूप से दोहरी है।

फिर वर्महोल के माध्यम से आने वाली नकारात्मक ऊर्जा की एक नाड़ी के लिए दोहरी, सभी qubits का बड़ा रोटेशन आता है। घुमाव के कारण इंजेक्टेड क्वबिट दाहिने हाथ के SYK मॉडल के कणों में स्थानांतरित हो जाता है। तब जानकारी फैलती नहीं है, प्रेस्किल ने कहा, "जैसे अराजकता पीछे की ओर भागती है," और दाईं ओर एक कण की साइट पर ध्यान केंद्रित करती है - बाएं हाथ के कण का उलझा हुआ साथी जिसे स्वैप किया गया था। फिर qubits के राज्यों को मापा जाता है। कई प्रायोगिक रनों पर 0s और 1s का मिलान करना और इन आँकड़ों की तुलना इंजेक्शन वाले qubits की तैयार स्थिति से पता चलता है कि क्या qubits टेलीपोर्टिंग कर रहे हैं।

शोधकर्ता डेटा में एक शिखर की तलाश करते हैं जो दो मामलों के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व करता है: यदि वे चोटी को देखते हैं, तो इसका मतलब है कि क्यूबिट रोटेशन जो नकारात्मक-ऊर्जा दालों के दोहरे हैं, क्यूबिट्स को टेलीपोर्ट करने की अनुमति दे रहे हैं, जबकि विपरीत दिशा में रोटेशन, जो हैं सामान्य, सकारात्मक ऊर्जा की दालों के लिए दोहरी, qubits के माध्यम से न जाने दें। (इसके बजाय, वे वर्महोल को बंद कर देते हैं।)

जनवरी की एक रात, धीरे-धीरे सुधार और शोर कम करने के प्रयासों के दो साल बाद, ज़्लोकापा ने सैन फ्रांसिस्को खाड़ी क्षेत्र में अपने बचपन के बेडरूम से दूरस्थ रूप से सीकैमोर पर तैयार प्रोटोकॉल चलाया, जहां वह ग्रेड स्कूल के पहले सेमेस्टर के बाद शीतकालीन अवकाश बिता रहा था। .

चोटी उसके कंप्यूटर स्क्रीन पर दिखाई दी।

"यह तेज और तेज होता रहा," उन्होंने कहा। "मैं मारिया को चोटी के स्क्रीनशॉट भेज रहा था और बहुत उत्साहित हो रहा था, लिख रहा था, 'मुझे लगता है कि अब हम वर्महोल देखते हैं।'" शिखर "पहला संकेत था कि आप क्वांटम कंप्यूटर पर गुरुत्वाकर्षण देख सकते हैं।"

स्पिरोपुलु का कहना है कि वह शायद ही उस साफ, स्पष्ट चोटी पर विश्वास कर सकती थी जो वह देख रही थी। "यह बहुत समान था जब मैंने हिग्स खोज के लिए पहला डेटा देखा," उसने कहा। "इसलिए नहीं कि मैंने इसकी उम्मीद नहीं की थी, लेकिन यह मेरे चेहरे पर बहुत ज्यादा आया।"

हैरानी की बात है कि, उनके वर्महोल की कंकाल की सादगी के बावजूद, शोधकर्ताओं ने वर्महोल गतिशीलता के दूसरे हस्ताक्षर का पता लगाया, जिस तरह से जानकारी फैलती है और "आकार-घुमावदार" के रूप में जाना जाता है। उन्होंने अपने तंत्रिका नेटवर्क को इस संकेत को संरक्षित करने के लिए प्रशिक्षित नहीं किया था क्योंकि यह SYK मॉडल को विरल कर देता था, इसलिए यह तथ्य कि आकार-घुमावदार वैसे भी दिखाई देता है, होलोग्राफी के बारे में एक प्रायोगिक खोज है।

"हमने इस आकार-घुमावदार संपत्ति के बारे में कुछ भी नहीं मांगा, लेकिन हमने पाया कि यह अभी-अभी निकला है," जाफरिस ने कहा। उन्होंने होलोग्राफिक द्वंद्व की "मजबूती की पुष्टि" की, उन्होंने कहा। "एक [संपत्ति] प्रकट करें, फिर आपको बाकी सब मिल जाएगा, जो इस बात का सबूत है कि यह गुरुत्वाकर्षण तस्वीर सही है।"

वर्महोल का अर्थ

जाफरिस, जिन्होंने कभी वर्महोल प्रयोग (या किसी अन्य) का हिस्सा बनने की उम्मीद नहीं की थी, सोचते हैं कि सबसे महत्वपूर्ण takeaways में से एक है जो प्रयोग क्वांटम यांत्रिकी के बारे में कहता है। उलझाव जैसी क्वांटम घटनाएं आम तौर पर अपारदर्शी और अमूर्त होती हैं; उदाहरण के लिए, हम यह नहीं जानते कि कण A का माप दूर से B की स्थिति को कैसे निर्धारित करता है। लेकिन नए प्रयोग में, एक अप्रभावी क्वांटम घटना - कणों के बीच टेलीपोर्टिंग सूचना - एक कण के रूप में एक ठोस व्याख्या है जो ऊर्जा का एक किक प्राप्त करती है और ए से बी तक एक गणना योग्य गति से चलती है। "बिंदु से यह अच्छी कहानी प्रतीत होती है qubit को देखते हुए; यह यथोचित गति करता है, ”जाफरिस ने कहा। हो सकता है कि टेलीपोर्टेशन जैसी क्वांटम प्रक्रिया "हमेशा उस कक्षा के लिए गुरुत्वाकर्षण महसूस करती हो। अगर इस प्रयोग और अन्य संबंधित प्रयोगों से ऐसा कुछ निकल सकता है, तो यह निश्चित रूप से हमें हमारे ब्रह्मांड के बारे में कुछ गहरा बताएगा।"

सस्किंड, जिन्होंने आज के परिणामों पर एक शुरुआती नज़र डाली, ने कहा कि उन्हें उम्मीद है कि गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम गुणों की जांच के तरीके के रूप में वर्महोल के इंटीरियर का पता लगाने के लिए भविष्य में वर्महोल प्रयोगों का उपयोग किया जा सकता है। उन्होंने कहा, "क्या हुआ, इस पर माप करके, आप उससे पूछताछ करते हैं और देखते हैं कि अंदर क्या था।" "यह मुझे जाने का एक दिलचस्प तरीका लगता है।"

कुछ भौतिक विज्ञानी कहेंगे कि प्रयोग हमें हमारे ब्रह्मांड के बारे में कुछ नहीं बताता है, क्योंकि यह क्वांटम यांत्रिकी और एंटी-डी सिटर स्पेस के बीच एक द्वैत का एहसास करता है, जो हमारा ब्रह्मांड नहीं है।

एडीएस/सीएफटी पत्राचार की मालदासेना की खोज के बाद से 25 वर्षों में, भौतिकविदों ने डे सिटर स्पेस के लिए एक समान होलोग्राफिक द्वैत की मांग की है - क्वांटम सिस्टम से सकारात्मक रूप से सक्रिय, डी सिटर ब्रह्मांड का विस्तार करने वाला नक्शा जिसमें हम रहते हैं। लेकिन प्रगति रही है AdS की तुलना में बहुत धीमी है, जिससे कुछ लोगों को संदेह होता है कि क्या डी सिटर स्पेस बिल्कुल भी होलोग्राफिक है। "डीएस के अधिक भौतिक मामले में काम करने के लिए इसे प्राप्त करने के बारे में क्या?' AdS/CFT अनुसंधान के आलोचक वॉइट ने कहा, नए नहीं हैं, लेकिन बहुत पुराने हैं और हजारों लोगों के असफल प्रयासों का विषय रहे हैं। "क्या आवश्यक है कुछ बिल्कुल अलग विचार हैं।"

आलोचकों का तर्क है कि दो प्रकार के स्थान स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं: AdS की एक बाहरी सीमा होती है और dS स्थान नहीं होता है, इसलिए कोई सहज गणितीय संक्रमण नहीं है जो एक को दूसरे में रूपांतरित कर सके। और AdS अंतरिक्ष की कठोर सीमा ही वह चीज है जो उस सेटिंग में होलोग्राफी को आसान बनाती है, जिससे अंतरिक्ष को प्रोजेक्ट करने के लिए क्वांटम सतह मिलती है। तुलनात्मक रूप से, हमारे डी सिटर ब्रह्मांड में, केवल सीमाएँ ही सबसे दूर हैं जिन्हें हम देख सकते हैं और अनंत भविष्य। ये धुंधली सतहें हैं जिनसे स्पेस-टाइम होलोग्राम प्रक्षेपित करने का प्रयास किया जा सकता है।

लोल का त्याग करें, नीदरलैंड में रेडबौड विश्वविद्यालय में एक प्रसिद्ध क्वांटम गुरुत्व सिद्धांतकार ने भी जोर दिया कि वर्महोल प्रयोग 2डी स्पेस-टाइम से संबंधित है - वर्महोल एक फिलामेंट है, जिसमें एक स्थानिक आयाम और समय आयाम है - जबकि गुरुत्वाकर्षण 4डी अंतरिक्ष में अधिक जटिल है- वह समय जिसमें हम वास्तव में रहते हैं। "यह 2 डी खिलौना मॉडल की पेचीदगियों में उलझने के लिए आकर्षक है," उसने ईमेल द्वारा कहा, "4 डी क्वांटम गुरुत्वाकर्षण में हमारी प्रतीक्षा करने वाली विभिन्न और बड़ी चुनौतियों की दृष्टि खोते हुए। उस सिद्धांत के लिए, मैं यह नहीं देख सकता कि कैसे क्वांटम कंप्यूटर अपनी वर्तमान क्षमताओं के साथ बहुत मदद कर सकते हैं ... लेकिन मैं खुशी से सही हो जाऊंगा।

अधिकांश क्वांटम ग्रेविटी शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि ये सभी कठिन लेकिन हल करने योग्य समस्याएं हैं - कि 4D डी सिटर स्पेस को बुनने वाला उलझाव पैटर्न 2D AdS की तुलना में अधिक जटिल है, लेकिन फिर भी हम सरल सेटिंग्स में होलोग्राफी का अध्ययन करके सामान्य सबक निकाल सकते हैं। यह शिविर दो प्रकार के स्थान, dS और AdS को भिन्न से अधिक समान के रूप में देखता है। दोनों आइंस्टीन के सापेक्षता सिद्धांत के समाधान हैं, केवल एक ऋण चिह्न से भिन्न हैं। dS और AdS दोनों ब्रह्मांडों में ब्लैक होल होते हैं जो समान विरोधाभासों से त्रस्त होते हैं। और जब आप AdS स्पेस में गहरे होते हैं, तो इसकी बाहरी दीवार से दूर, आप शायद ही अपने परिवेश को डे सिटर से अलग कर सकते हैं।

फिर भी, सुस्किंड सहमत हैं कि यह वास्तविक होने का समय है। "मुझे लगता है कि यह समय है जब हम एडीएस अंतरिक्ष की सुरक्षात्मक परत से बाहर निकल गए हैं और दुनिया में खुल गए हैं जो ब्रह्मांड विज्ञान के साथ और अधिक कर सकते हैं," उन्होंने कहा। "डी सिटर स्पेस एक और जानवर है।"

इसके लिए, ससाइंड के पास एक नया विचार है। में एक पूर्वमुद्रण सितंबर में ऑनलाइन पोस्ट किया गया, उन्होंने प्रस्तावित किया कि डी सिटर स्पेस एसवाईके मॉडल के एक अलग संस्करण का होलोग्राम हो सकता है - चार-तरफा कण इंटरैक्शन वाला नहीं, बल्कि एक जिसमें प्रत्येक इंटरैक्शन में शामिल कणों की संख्या वर्ग के रूप में बढ़ती है कणों की कुल संख्या की जड़। SYK मॉडल की यह "डबल-स्केल्ड लिमिट" "AdS की तुलना में डी सिटर की तरह अधिक व्यवहार कर रही है," उन्होंने कहा। "एक सबूत से बहुत दूर है, लेकिन परिस्थितिजन्य सबूत हैं।"

इस तरह की एक क्वांटम प्रणाली अब तक की गई प्रोग्रामिंग की तुलना में अधिक जटिल है, और "क्या वह सीमा कुछ ऐसी है जिसे प्रयोगशाला में महसूस किया जाएगा, मुझे नहीं पता," सुस्किंड ने कहा। जो निश्चित प्रतीत होता है, वह यह है कि अब एक होलोग्राफिक वर्महोल है, और अधिक खुल जाएगा।