A fizikusok féreglyukat hoznak létre kvantumszámítógép segítségével

Állítólag fizikusok hozták létre az első féreglyukat, egyfajta alagutat, amelyet 1935-ben Albert Einstein és Nathan Rosen fogalmazott meg, és amely a tér egy extra dimenziójába vezet egyik helyről a másikra.

A féreglyuk hologramként jelent meg az apró szupravezető áramkörökben tárolt kvantumbitekből vagy „qubitekből”. A kubitok manipulálásával a fizikusok információkat küldtek a féreglyukon keresztül jelentették ma a folyóiratban Természet.

A csapat vezetésével Maria Spiropulu A California Institute of Technology munkatársa a Google kvantumszámítógépével, a Sycamore nevű eszközzel valósította meg az új „féreglyuk teleportációs protokollt”, amely a kaliforniai Santa Barbarában található Google Quantum AI-ben található. Ezzel a maga nemében első „kvantumgravitációs kísérlettel egy chipen”, ahogy Spiropulu leírta, ő és csapata legyőzött egy versengő fizikuscsoportot. akiknek célja a féreglyuk-teleportáció az IBM és a Quantinuum kvantumszámítógépeivel.

Amikor Spiropulu meglátta a kulcs aláírását, amely azt jelezte, hogy kubitok haladtak át a féreglyukon, azt mondta: „Megráztam.”

A kísérlet a holografikus elv bizonyítékának tekinthető, amely egy átfogó hipotézis arról, hogy az alapvető fizika két pillére, a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet hogyan illeszkedik egymáshoz. A fizikusok az 1930-as évek óta arra törekednek, hogy összeegyeztessék ezeket a szétszórt elméleteket – az egyik az atomok és a szubatomi részecskék szabálykönyve, a másik pedig Einstein leírása arról, hogy az anyag és az energia hogyan vetemíti meg a tér-idő szövetet, létrehozva a gravitációt. Az 1990-es évek óta terjedő holografikus elv matematikai ekvivalenciát vagy „kettősséget” feltételez a két keret között. Azt mondja, hogy az általános relativitáselmélet által leírt hajlított tér-idő kontinuum valójában részecskék álcázott kvantumrendszere. A tér-idő és a gravitáció a kvantumeffektusokból jön létre, ugyanúgy, mint egy 3D hologram egy 2D-s mintából.

Valójában az új kísérlet megerősíti, hogy a kvantumhatások – olyan típusúak, amelyeket egy kvantumszámítógépben irányítani tudunk – olyan jelenséget idézhetnek elő, amelyet a relativitáselméletben várhatóan látni fogunk – egy féreglyukat. A Sycamore chipben lévő qubitek fejlődő rendszerének „van egy nagyon klassz alternatív leírása” – mondta. John Preskill, a Caltech elméleti fizikusa, aki nem vett részt a kísérletben. "Egy nagyon más nyelven gondolhatod a rendszert gravitációsnak."

Hogy világos legyen, a közönséges hologrammal ellentétben a féreglyukat nem látjuk. Bár a társszerző szerint „a valós téridő izzószálának” tekinthető Daniel Jafferis A Harvard Egyetemen, a féreglyuk teleportációs protokoll vezető fejlesztője szerint ez nem része ugyanannak a valóságnak, amelyben mi és a Sycamore számítógép élünk. A holografikus elv azt mondja, hogy a két valóság – a féreglyukkal és a qubitekkel rendelkező – ugyanannak a fizikának az alternatív változata, de az effajta kettősség fogalmi felfogása továbbra is rejtélyes.

Megoszlanak a vélemények az eredmény alapvető következményeiről. Lényeges, hogy a kísérletben szereplő holografikus féreglyuk másfajta téridőből áll, mint saját univerzumunk térideje. Vitatható, hogy a kísérlet tovább erősíti-e azt a hipotézist, hogy az általunk lakott téridő is holografikus, kvantumbitekkel mintázva.

"Szerintem igaz, hogy a gravitáció a mi univerzumunkban bizonyos kvantum [bitekből] ugyanúgy jön elő, mint ez a kis bébi egydimenziós féreglyuk" a Sycamore chipből - mondta Jafferis. – Ezt persze nem tudjuk biztosan. Próbáljuk megérteni.”

A féreglyukba

A holografikus féreglyuk története két, látszólag egymáshoz nem kapcsolódó, 1935-ben megjelent cikkre vezethető vissza: egy Einstein és Rosen, ER, a másik ők ketten és Boris Podolsky, az EPR. Mind az ER, mind az EPR papírokat kezdetben a nagy E marginális munkáiként értékelték. Ez megváltozott.

Az ER-cikkben Einstein és fiatal asszisztense, Rosen rábukkant a féreglyukak lehetőségére, miközben megpróbálták kiterjeszteni az általános relativitáselméletet minden egyesített elméletére – ez nemcsak a téridő leírása, hanem a benne lebegő szubatomi részecskék is. A tér-idő szövet gubancjaira bukkantak, amelyeket a német fizikus-katona, Karl Schwarzschild talált az általános relativitáselmélet redői között 1916-ban, alig néhány hónappal azután, hogy Einstein közzétette az elméletet. Schwarzschild kimutatta, hogy a tömeg gravitációsan annyira képes magához vonzani magát, hogy végtelenül koncentrálódik egy ponton, és ott olyan élesen meggörbíti a téridőt, hogy a változók végtelenné válnak, és az Einstein-egyenletek hibásan működnek. Ma már tudjuk, hogy ezek a „szingularitások” az egész univerzumban léteznek. Ezek olyan pontok, amelyeket sem leírni, sem látni nem tudunk, mindegyik egy fekete lyuk közepén rejtőzik, és gravitációsan befogja az összes közeli fényt. A szingularitásoknál a legnagyobb szükség van a gravitáció kvantumelméletére.

Einstein és Rosen arra gondolt, hogy Schwarzschild matematikája lehet egy módja annak, hogy az elemi részecskéket az általános relativitáselméletbe kapcsolják. Ahhoz, hogy a kép működjön, kiszúrták az egyenletekből a szingularitást, új változókat cserélve, amelyek az éles pontot egy extradimenziós csővel helyettesítették, amely a téridő másik részébe csúszik. Einstein és Rosen tévesen, de előrelátóan azzal érveltek, hogy ezek a „hidak” (vagy féreglyukak) részecskéket képviselhetnek.

Ironikus módon, amikor a féreglyukak és a részecskék összekapcsolására törekedtek, a páros nem vette figyelembe azt a furcsa részecskejelenséget, amelyet két hónappal korábban Podolskyval azonosítottak az EPR-cikkben: a kvantumösszefonódást.

Összegabalyodás akkor jön létre, ha két részecske kölcsönhatásba lép. A kvantumszabályok szerint a részecskéknek egyszerre több lehetséges állapotuk is lehet. Ez azt jelenti, hogy a részecskék közötti kölcsönhatásnak több lehetséges kimenetele is lehet, attól függően, hogy az egyes részecskék melyik állapotban vannak. Az eredő állapotaik azonban mindig összekapcsolódnak – az A részecske végkifejlete attól függ, hogyan alakul a B részecske. Egy ilyen interakció után a részecskéknek van egy közös képlete, amely meghatározza a különféle kombinált állapotokat, amelyekben lehetnek.

A megdöbbentő következmény, amely miatt az EPR szerzői kétségbe vonták a kvantumelméletet, a „kísérteties távoli cselekvés”, ahogy Einstein fogalmazott: Az A részecske mérése (amely egy valóságot választ ki a lehetőségei közül) azonnal eldönti B megfelelő állapotát. nem számít, milyen messze van B.

Az összefonódás jelentősége megnőtt azóta, hogy a fizikusok az 1990-es években felfedezték, hogy újfajta számításokat tesz lehetővé. Két qubit – kvantumobjektumok, például részecskék, amelyek két lehetséges állapotban, 0 és 1 – összefonása négy lehetséges állapotot eredményez különböző valószínűséggel (0 és 0, 0 és 1, 1 és 0, valamint 1 és 1). Három qubit nyolc egyidejű lehetőséget ad, és így tovább; a „kvantumszámítógép” ereje exponenciálisan növekszik minden további összefonódott qubittel. Ügyesen hangszerelje az összefonódást, és törölheti a 0-k és 1-esek összes kombinációját, kivéve azt a sorozatot, amely a számításra választ ad. Néhány tucat kubitből álló kvantumszámítógépek prototípusai jelentek meg az elmúlt néhány évben, a Google 54 qubit-es Sycamore gépe nyomán.

Mindeközben a kvantumgravitáció kutatói egy másik okból is a kvantumösszefonódást rögzítették: a tér-idő hologram lehetséges forráskódjaként.

ER = EPR

A feltörekvő téridőről és a holográfiáról az 1980-as évek végén kezdték beszélni, miután a fekete lyukak teoretikusa, John Wheeler azt a nézetet hirdette, hogy a téridő és minden benne információból fakadhat. Hamarosan más kutatók, köztük Gerard 't Hooft holland fizikus is azon töprengtek, vajon ez a felbukkanás hasonlíthat-e egy hologram vetületére. Példák bukkantak fel a fekete lyukak tanulmányozásában és a húrelméletben, ahol egy fizikai forgatókönyv egy leírását egy további térbeli dimenzióval egy ugyanolyan érvényes nézetté lehetett fordítani. Egy 1994-es cikkben „A világ mint hologram, " Leonard Susskind, a Stanford Egyetem kvantumgravitáció-elmélete részletezte Hooft holografikus elvét, azzal érvelve, hogy az általános relativitáselmélet által leírt hajlított téridő térfogata egyenértékű vagy „kettős” a régió alsó dimenziójában lévő kvantumrészecskék rendszerével. határ.

Három évvel később érkezett meg a holográfia egyik jelentős példája. Juan Maldacena, egy kvantumgravitációs teoretikus, aki jelenleg a Princetonban, New Jersey államban működő Institute for Advanced Studyben dolgozik, felfedezett hogy az anti-de Sitter (AdS) térnek nevezett tér valóban egy hologram.

A tényleges univerzum a de Sitter tér, egy folyamatosan növekvő gömb, amelyet saját pozitív energiája hajt kifelé. Ezzel szemben az AdS-teret negatív energiával töltik be – ami az általános relativitáselmélet egyenleteinek egy állandó előjelének különbségéből adódik –, ami a térnek „hiperbolikus” geometriát ad: az objektumok zsugorodnak, ahogy kifelé haladnak a tér középpontjából, végtelenül kicsivé válik egy külső határon. Maldacena kimutatta, hogy az AdS-univerzumban a téridő és a gravitáció pontosan megfelel a határon lévő kvantumrendszer tulajdonságainak (konformális térelméletnek vagy CFT-nek nevezett rendszer).

Maldacena 1997-ben megjelent, „AdS/CFT levelezést” leíró cikkét a későbbi tanulmányok 22,000 XNUMX alkalommal idézték – átlagosan naponta több mint kétszer. „Az AdS/CFT-n alapuló ötletek kiaknázása évtizedek óta a legjobb teoretikusok ezreinek fő célja” – mondta. Peter Woit, a Columbia Egyetem matematikus fizikusa.

Miközben Maldacena maga fedezte fel AdS/CFT-térképét a dinamikus téridő és a kvantumrendszerek között, új felfedezést tett a féreglyukakkal kapcsolatban. Egy sajátos összefonódási mintát tanulmányozott, amely két részecskehalmazt tartalmaz, ahol az egyik halmazban lévő részecskék összegabalyodnak a másik részecskékkel. Maldacena kimutatta, hogy ez az állapot matematikailag kettős egy meglehetősen drámai hologrammal: egy pár fekete lyukkal az AdS térben, amelyek belsejében egy féreglyukon keresztül kapcsolódnak össze.

Egy évtizednek kellett eltelnie ahhoz, hogy Maldacena 2013-ban (az őszintén szólva, nem emlékszem rá) ráébredt, hogy felfedezése általánosabb összefüggést jelenthet a kvantumösszefonódás és a féreglyukon keresztüli kapcsolat között. Megalkotott egy rejtélyes kis egyenletet – ER = EPR – egy e-mailben Susskindnak, aki azonnal megértette. A kettő gyorsan fejtette ki a sejtést közösen ezt írják: „Azzal érvelünk, hogy a két fekete lyuk közötti Einstein Rosen hidat a két fekete lyuk mikroállapota közötti EPR-szerű összefüggések hozzák létre”, és hogy a kettősség ennél általánosabb lehet: „Nagyon csábító, hogy úgy gondolja, hogy bármilyen Az EPR korrelált rendszert valamilyen ER híd köti össze.

Talán egy féreglyuk összekapcsolja az univerzum minden összegabalyodott részecskepárját, és olyan térbeli kapcsolatot alakít ki, amely rögzíti közös történetüket. Talán helyes volt Einstein sejtése, hogy a féreglyukak részecskékkel kapcsolatosak.

Erős híd

Amikor Jafferis meghallotta Maldacena előadását az ER = EPR-ről egy 2013-as konferencián, rájött, hogy a feltételezett kettősségnek lehetővé kell tennie egyedi féreglyukak tervezését az összefonódási minta testreszabásával.

A szabványos Einstein-Rosen hidak mindenhol csalódást okoznak a sci-fi rajongóknak: ha létrejönne, gyorsan összeomlana saját gravitációja hatására, és jóval azelőtt elcsípné magát, hogy egy űrhajó vagy bármi más átjuthatna. De Jafferis elképzelte, hogy egy vezetéket vagy bármilyen más fizikai kapcsolatot felfűz a két összegabalyodott részecskehalmaz közé, amelyek egy féreglyuk két száját kódolják. Ezzel a fajta csatolással az egyik oldalon lévő részecskéken való működés változásokat indukálna a másik oldalon lévő részecskéken, esetleg kitámasztja a köztük lévő féreglyukat. – Lehetséges, hogy ez teszi átjárhatóvá a féreglyukat? Jafferis csodálkozva emlékszik vissza. Gyermekkora óta lenyűgözték a féreglyukak – fizika csodagyerekként, 14 évesen a Yale Egyetemen kezdte – Jafferis „szinte szórakozásból” tette fel a kérdést.

Visszatérve a Harvardra, ő és Ping Gao, akkori végzős hallgatója és Áron Fal, majd egy vendégkutató végül kiszámolta, hogy valóban két összegabalyodott részecskehalmaz összekapcsolásával olyan műveletet hajthat végre a bal oldali halmazon, amely a kettős, magasabb dimenziós tér-idő képen nyitva tartja a vezető féreglyukat. a jobb oldali szájhoz, és átnyom egy qubitet.

Jafferis, Gao és Wall's 2016-os felfedezés a holografikus, átjárható féreglyuk új ablakot nyitott a kutatóknak a holográfia mechanikájába. "Az a tény, hogy ha kívülről csinálod a megfelelő dolgokat, akkor végül átjuthatsz, ez azt is jelenti, hogy be tudsz látni" - mondta Jafferis. "Ez azt jelenti, hogy meg lehet vizsgálni ezt a tényt, hogy két összefonódott rendszert valamilyen összekapcsolt geometria ír le."

Maldacena és két kollégája néhány hónapon belül a sémára épített, és megmutatta, hogy az átjárható féreglyuk egyszerű környezetben megvalósítható – „egy kvantumrendszer, amely elég egyszerű ahhoz, hogy el tudjuk képzelni a létrehozását” – mondta Jafferis.

A SYK-modell, ahogy nevezik, olyan anyagrészecskék rendszere, amelyek csoportokban lépnek kölcsönhatásba, nem pedig a szokásos párokba. Először Subir Sachdev és Jinwu Ye írta le 1993-ban, a modell hirtelen sokkal fontosabb volt, 2015-től kezdve, amikor az elméleti fizikus Alekszej Kitaev felfedezte, hogy holografikus. Abban az évben a kaliforniai Santa Barbarában tartott előadáson Kitaev (aki a SYK K-jává vált) több táblát megtöltött bizonyítékokkal arra vonatkozóan, hogy a modell azon változata, amelyben az anyagrészecskék négyes csoportokban kölcsönhatásba lépnek, matematikailag leképezhető egydimenziós feketére. lyuk az AdS térben, azonos szimmetriákkal és egyéb tulajdonságokkal. „Néhány válasz ugyanaz a két esetben” – mondta az elragadtatott hallgatóságnak. Maldacena az első sorban ült.

Összekötve a pontokat, Maldacena és társszerzők javasolt hogy két összekapcsolt SYK modell képes kódolni Jafferis, Gao és Wall átjárható féreglyukának két száját. Jafferis és Gao futottak a közeledéssel. 2019-re megtalálták az utat konkrét recept egy qubit információ teleportálására a négyirányú kölcsönhatású részecskék egyik rendszeréből a másikba. Az összes részecske forgásirányának elforgatása a kettős tér-idő képen negatív energiájú lökéshullámmá alakul át, amely átsöpör a féreglyukon, előrerúgva a qubitet, és egy előre látható időpontban ki is a szájból.

"Jafferis féreglyuk az ER = EPR első konkrét megvalósítása, ahol megmutatja, hogy az összefüggés pontosan érvényes egy adott rendszerre" - mondta. Alex Zlokapa, a Massachusetts Institute of Technology végzős hallgatója és az új kísérlet társszerzője.

Féreglyuk a laborban

Az elméleti munka fejlődése során Maria Spiropulu, egy tapasztalt kísérleti részecskefizikus, aki részt vett a Higgs-bozon 2012-es felfedezésében, azon gondolkodott, hogyan lehetne a születőben lévő kvantumszámítógépeket holografikus kvantumgravitációs kísérletekre használni. 2018-ban rávette Jafferist, hogy csatlakozzon növekvő csapatához, valamint a Google Quantum AI kutatóihoz – a Sycamore eszköz őrzőihez.

Ahhoz, hogy Jafferis és Gao féreglyuk-teleportációs protokollját a legmodernebb, de még mindig kicsi és hibákra hajlamos kvantumszámítógépen futtassák, Spiropulu csapatának nagyban le kellett egyszerűsítenie a protokollt. Egy teljes SYK-modell gyakorlatilag végtelen sok részecskéből áll, amelyek véletlenszerű erősséggel kapcsolódnak egymáshoz, miközben négyirányú kölcsönhatások lépnek fel. Ezt nem lehet kiszámítani; még az összes 50 páratlan qubit felhasználása is több százezer áramköri műveletet igényelt volna. A kutatók egy holografikus féregjárat létrehozását tűzték ki célul, mindössze hét qubittel és több száz művelettel. Ehhez a hétrészecskés SYK-modellt „ritkítaniuk” kellett, csak a legerősebb négyirányú kölcsönhatásokat kódolva, a többit pedig kiiktatva, megőrizve a modell holografikus tulajdonságait. „Pár évbe telt, mire rájöttünk egy okos módszerre” – mondta Spiropulu.

A siker egyik titka Zlokapa volt, egy álzenekari gyerek, aki Caltech egyetemistaként csatlakozott Spiropulu kutatócsoportjához. Egy tehetséges programozó, Zlokapa a SYK-modell részecskekölcsönhatásait egy neurális hálózat neuronjai közötti kapcsolatokra térképezte fel, és arra tanította a rendszert, hogy a lehető legtöbb hálózati kapcsolatot törölje, miközben megőrzi a kulcs féreglyuk-aláírását. Az eljárás a négyirányú interakciók számát százról ötre csökkentette.

Ezzel a csapat elkezdte programozni a Sycamore qubitjeit. Hét qubit 14 anyagrészecskét kódol – hét-hetet a bal és a jobb oldali SYK rendszerben, ahol minden bal oldali részecske összegabalyodik a jobb oldalival. A nyolcadik qubit a 0 és 1 állapotok valamilyen valószínűségi kombinációjában ezután felcserélődik a bal oldali SYK modell egyik részecskéjével. A qubit lehetséges állapotai gyorsan összegabalyodnak a bal oldalon lévő többi részecskék állapotaival, információit egyenletesen elosztva köztük, mint egy csepp tinta a vízben. Ez holografikusan kettős, mint a qubit, amely az AdS térben egy egydimenziós féreglyuk bal szájába lép be.

Aztán jön az összes qubit nagy forgása, kettős a féreglyukon áthaladó negatív energia impulzusával. A forgatás hatására a beinjektált qubit átkerül a jobb oldali SYK modell részecskéire. Aztán az információ szétterjed – mondta Preskill – „mintha a káosz visszafelé futna”, és a jobb oldali egyetlen részecske helyére fókuszál – a kicserélt bal oldali részecske összegabalyodott partnerére. Ezután a qubitek összes állapotát megmérjük. A 0-k és 1-ek számbavétele sok kísérleti futás során, és ezeknek a statisztikáknak az összevetése a beinjektált qubitek előkészített állapotával megmutatja, hogy a qubitek teleportálódnak-e.

A kutatók olyan csúcsot keresnek az adatokban, amelyek két eset közötti különbséget jelentenek: Ha látják a csúcsot, az azt jelenti, hogy a negatív energiájú impulzusokhoz kettős qubit forgások lehetővé teszik a qubitek teleportálását, míg az ellenkező irányú forgások, amelyek normál, pozitív energiájú impulzusokkal kettős, ne engedje át a qubiteket. (Ehelyett bezárják a féreglyukat.)

Januárban egy késő este, két év fokozatos fejlesztések és zajcsökkentési erőfeszítések után, Zlokapa távolról futtatta a kész protokollt Sycamore-on a San Francisco Bay Area-i gyerekkori hálószobájából, ahol az első féléve után a téli szünetet töltötte. .

A csúcs megjelent a számítógép képernyőjén.

„Egyre élesebb lett” – mondta. „Küldtem képernyőképeket a csúcsról Mariának, és nagyon izgatott lettem, és azt írtam: „Azt hiszem, most egy féreglyukat látunk.” A csúcs „az első jele volt annak, hogy kvantumszámítógépen láthatjuk a gravitációt”.

Spiropulu azt mondja, alig akarta elhinni a tiszta, markáns csúcsot, amit látott. "Nagyon hasonló volt ahhoz, amikor megláttam az első adatokat a Higgs-felfedezéshez" - mondta. "Nem azért, mert nem számítottam rá, de túlságosan az arcomba jött."

Meglepő módon a kutatók a féreglyuk szerkezeti egyszerűsége ellenére a féreglyuk dinamikájának egy második jelét fedezték fel, amely egy kényes mintázat az információ terjedésének és feloldásának módjában a „méret-tekercselésként” ismert qubitek között. Nem képezték ki a neurális hálózatukat, hogy megőrizzék ezt a jelet, mivel az megritkította a SYK-modellt, így az a tény, hogy a mérettekercselés amúgy is megjelenik, egy kísérleti felfedezés a holográfiával kapcsolatban.

„Semmit sem követeltünk erről a méretű kacskaringós ingatlanról, de úgy találtuk, hogy csak kiugrott” – mondta Jafferis. Ez „megerősítette” a holografikus kettősség robusztusságát – mondta. "Egy [tulajdon] jelenjen meg, aztán megkapja az összes többit, ami egyfajta bizonyíték arra, hogy ez a gravitációs kép a helyes."

A féreglyuk jelentése

Jafferis, aki soha nem számított arra, hogy része lesz egy féreglyuk-kísérletben (vagy másban), úgy gondolja, hogy az egyik legfontosabb dolog az, amit a kísérlet a kvantummechanikáról mond. Az olyan kvantumjelenségek, mint az összefonódás, általában átláthatatlanok és elvontak; nem tudjuk például, hogy az A részecske mérése hogyan határozza meg távolról B állapotát. Az új kísérletben azonban egy kimondhatatlan kvantumjelenség – az információ teleportálása a részecskék között – kézzelfoghatóan úgy értelmezhető, mint egy részecske, amely energiát kap és kiszámítható sebességgel mozog A-ból B-be. „Úgy tűnik, ez a szép történet a lényegből a qubit nézete; okozatilag mozog – mondta Jafferis. Talán egy olyan kvantumfolyamat, mint a teleportáció, „mindig gravitációt érez erre a qubitre. Ha ebből a kísérletből és más kapcsolódó kísérletekből valami ilyesmi kiderülhet, az mindenképpen elárul majd valami mélyet az univerzumunkról.”

Susskind, aki korán áttekintette a mai eredményeket, azt mondta, reméli, hogy a jövőben sokkal több qubittel végzett féreglyuk-kísérletek felhasználhatók a féreglyuk belsejének feltárására a gravitáció kvantumtulajdonságainak vizsgálataként. „Mérések elvégzésével, hogy mi ment keresztül, kikérdezzük, és megnézzük, mi volt a belsejében” – mondta. – Számomra ez érdekes útnak tűnik.

Egyes fizikusok azt mondják, hogy a kísérlet semmit sem mond el az univerzumunkról, mivel felismeri a kvantummechanika és a Sitter-ellenes tér kettősségét, ami a mi univerzumunk nem az.

A 25 év alatt, amióta Maldacena felfedezte az AdS/CFT levelezést, a fizikusok hasonló holografikus kettősséget kerestek a de Sitter tér számára – egy kvantumrendszertől a pozitív energiájú, táguló de Sitter-univerzumig, amelyben élünk. sokkal lassabb, mint az AdS esetében, ami miatt egyesek kétségbe vonják, hogy a de Sitter tér egyáltalán holografikus-e. „Az olyan kérdések, mint „Mit szólnál ahhoz, hogy ez működjön a dS fizikaibb esetében?” nem újak, hanem nagyon régiek, és több tízezer emberévnyi sikertelen erőfeszítés tárgyát képezik” – mondta Woit, az AdS/CFT kutatás kritikusa. – Egészen más ötletekre van szükség.

A kritikusok azzal érvelnek, hogy a kétféle tér kategorikusan különbözik: az AdS-nek van külső határa, a dS-térnek pedig nincs, tehát nincs olyan zökkenőmentes matematikai átmenet, amely átváltoztatná az egyiket a másikba. Az AdS tér kemény határa pedig éppen az, ami megkönnyíti a holográfiát ebben a környezetben, biztosítva azt a kvantumfelületet, amelyről a tér kivetíthető. Összehasonlításképpen, a mi de Sitter univerzumunkban az egyetlen határ a legtávolabbi, amit láthatunk, és a végtelen jövő. Ezek olyan homályos felületek, amelyekről tér-idő hologramot lehet kivetíteni.

Renate Loll, a holland Radboud Egyetem neves kvantumgravitációs teoretikusa szintén hangsúlyozta, hogy a féreglyuk-kísérlet a 2D téridőre vonatkozik – a féreglyuk egy filamentum, amelynek egy térbeli dimenziója plusz az idődimenzió –, míg a gravitáció bonyolultabb a 4D térben. „Elég csábító belegabalyodni a 2D-s játékmodellek bonyolultságába – mondta e-mailben –, miközben szem elől tévesztjük azokat a különböző és nagyobb kihívásokat, amelyek a 4D kvantumgravitációban várnak ránk. Ebben az elméletben nem tudom belátni, hogy a kvantumszámítógépek jelenlegi képességeikkel milyen sokat segíthetnének… de boldogan kijavítom.”

A kvantumgravitációs kutatók többsége úgy véli, hogy ezek mind nehéz, de megoldható problémák – hogy a 4D de Sitter teret átszövő összefonódási minta bonyolultabb, mint a 2D AdS esetében, de ennek ellenére általános tanulságokat vonhatunk le a holográfia egyszerűbb körülmények között történő tanulmányozásával. Ez a tábor hajlamos arra, hogy a két tértípust, a dS-t és az AdS-t inkább hasonlónak tekintse, mint eltérőnek. Mindkettő Einstein relativitáselméletének megoldása, csak egy mínuszjelben térnek el egymástól. A dS és az AdS univerzum is tartalmaz fekete lyukakat, amelyeket ugyanazok a paradoxonok sújtanak. És ha mélyen az AdS térben, távol annak külső falától, alig tudja megkülönböztetni a környezetét de Sittertől.

Susskind mégis egyetért azzal, hogy ideje valósággá válni. „Úgy gondolom, itt az ideje, hogy kilépjünk az AdS-tér védőrétege alól, és megnyíljunk a világ felé, aminek több köze lehet a kozmológiához” – mondta. – A De Sitter tér egy másik vadállat.

E célból Susskindnak új ötlete van. Ban ben egy előnyomat szeptemberben közzétette az interneten, azt javasolta, hogy a de Sitter-tér a SYK-modell egy másik változatának hologramja lehet – nem a négyirányú részecskekölcsönhatásokkal, hanem olyannal, amelyben az egyes kölcsönhatásokban részt vevő részecskék száma a négyzet növekedésével nő. a részecskék teljes számának gyökere. A SYK-modellnek ez a „kettős skálázási határértéke” „inkább de Sitterhez, mint AdS-hez hasonlít” – mondta. "Messze van a bizonyítéktól, de vannak közvetett bizonyítékok."

Egy ilyen kvantumrendszer összetettebb, mint az eddig programozott, és "nem tudom, hogy ez a határ olyan dolog-e, ami megvalósul-e a laborban" - mondta Susskind. Az biztosnak tűnik, hogy most, hogy van egy holografikus féreglyuk, több fog megnyílni.