Fizicienii creează o gaură de vierme folosind un computer cuantic

Se presupune că fizicienii au creat prima gaură de vierme, un fel de tunel teoretizat în 1935 de Albert Einstein și Nathan Rosen, care duce dintr-un loc în altul trecând într-o dimensiune suplimentară a spațiului.

Gaura de vierme a apărut ca o hologramă din biți cuantici de informații, sau „qubiți”, stocați în circuite supraconductoare minuscule. Prin manipularea qubiților, fizicienii au trimis apoi informații prin gaura de vierme, ei raportat astăzi în revista Natură.

Echipa, condusă de Maria Spiropulu de la Institutul de Tehnologie din California, a implementat noul „protocol de teleportare a găurilor de vierme” folosind computerul cuantic Google, un dispozitiv numit Sycamore găzduit la Google Quantum AI din Santa Barbara, California. Cu acest „experiment gravitațional cuantic pe un cip”, primul de acest fel, așa cum l-a descris Spiropulu, ea și echipa ei au învins un grup concurent de fizicieni care își propun să facă teleportarea prin găuri de vierme cu calculatoarele cuantice ale IBM și Quantinuum.

Când Spiropulu a văzut semnătura cheii care indică faptul că qubiții treceau prin gaura de vierme, ea a spus: „Am fost zguduită”.

Experimentul poate fi văzut ca o dovadă a principiului holografic, o ipoteză cuprinzătoare despre modul în care cei doi piloni ai fizicii fundamentale, mecanica cuantică și relativitatea generală, se potrivesc. Fizicienii s-au străduit încă din anii 1930 să reconcilieze aceste teorii disjunse - una, un manual de reguli pentru atomi și particule subatomice, cealaltă, descrierea lui Einstein a modului în care materia și energia deformează țesătura spațiu-timp, generând gravitația. Principiul holografic, ascendent încă din anii 1990, postulează o echivalență sau „dualitate” matematică între cele două cadre. Se spune că continuumul spațial-timp îndoit descris de relativitatea generală este într-adevăr un sistem cuantic de particule deghizate. Spațiul-timp și gravitația apar din efectele cuantice așa cum o proiectează o hologramă 3D dintr-un model 2D.

Într-adevăr, noul experiment confirmă că efectele cuantice, de tipul pe care le putem controla într-un computer cuantic, pot da naștere unui fenomen pe care ne așteptăm să-l vedem în relativitate - o gaură de vierme. Sistemul în evoluție al qubiților din cipul Sycamore „are această descriere alternativă foarte grozavă”, a spus John Preskill, un fizician teoretician la Caltech care nu a fost implicat în experiment. „Puteți să vă gândiți la sistemul într-un limbaj foarte diferit ca fiind gravitațional.”

Pentru a fi clar, spre deosebire de o hologramă obișnuită, gaura de vierme nu este ceva ce putem vedea. În timp ce poate fi considerat „un filament de spațiu-timp real”, potrivit coautorului Daniel Jafferis de la Universitatea Harvard, dezvoltatorul principal al protocolului de teleportare a găurilor de vierme, nu face parte din aceeași realitate pe care o locuim noi și computerul Sycamore. Principiul olografic spune că cele două realități — cea cu gaura de vierme și cea cu qubits — sunt versiuni alternative ale aceleiași fizici, dar modul de conceptualizare a acestui tip de dualitate rămâne misterios.

Opiniile vor diferi cu privire la implicațiile fundamentale ale rezultatului. În mod crucial, gaura de vierme holografică din experiment constă într-un alt tip de spațiu-timp decât spațiul-timp al propriului nostru univers. Este discutabil dacă experimentul promovează ipoteza că spațiul-timp pe care îl locuim este, de asemenea, holografică, modelată de biți cuantici.

„Cred că este adevărat că gravitația din universul nostru este emergentă din niște [biți] cuantice, în același mod în care această mică gaură de vierme unidimensională este emergentă” din cipul Sycamore, a spus Jafferis. „Desigur că nu știm asta cu siguranță. Încercăm să înțelegem asta.”

În gaura de vierme

Povestea găurii de vierme holografice datează de două lucrări aparent fără legătură, publicate în 1935: unu de Einstein și Rosen, cunoscut sub numele de ER, celălalt de cei doi și de Boris Podolsky, cunoscut sub numele de EPR. Atât lucrările ER, cât și EPR au fost inițial considerate drept lucrări marginale ale marelui E. Asta s-a schimbat.

În lucrarea ER, Einstein și tânărul său asistent, Rosen, au dat peste posibilitatea unor găuri de vierme în timp ce încercau să extindă relativitatea generală într-o teorie unificată a totul - o descriere nu numai a spațiu-timpului, ci și a particulelor subatomice suspendate în el. Aceștia s-au agățat de probleme din țesătura spațiu-timp pe care fizicianul-soldat german Karl Schwarzschild o găsise printre faldurile relativității generale în 1916, la doar câteva luni după ce Einstein a publicat teoria. Schwarzschild a arătat că masa se poate atrage gravitațional atât de mult încât devine infinit concentrată într-un punct, curbând spațiu-timp atât de brusc acolo încât variabilele devin infinite și ecuațiile lui Einstein funcționează defectuos. Știm acum că aceste „singularități” există în tot universul. Sunt puncte pe care nu le putem nici descrie, nici vedea, fiecare ascuns în centrul unei găuri negre care captează gravitațional toată lumina din apropiere. Singularitățile sunt acolo unde este cea mai necesară o teorie cuantică a gravitației.

Einstein și Rosen au speculat că matematica lui Schwarzschild ar putea fi o modalitate de a conecta particulele elementare în relativitatea generală. Pentru ca imaginea să funcționeze, ei au tăiat singularitatea din ecuațiile lui, schimbând noi variabile care au înlocuit punctul ascuțit cu un tub extra-dimensional care alunecă într-o altă parte a spațiu-timpului. Einstein și Rosen au susținut, în mod greșit, dar preștient, că aceste „punți” (sau găuri de vierme) ar putea reprezenta particule.

În mod ironic, străduindu-se să lege găurile de vierme și particulele, cei doi nu au luat în considerare fenomenul de particule ciudat pe care l-au identificat cu două luni mai devreme cu Podolsky, în lucrarea EPR: entanglement cuantic.

Încurcarea apare atunci când două particule interacționează. Conform regulilor cuantice, particulele pot avea mai multe stări posibile simultan. Aceasta înseamnă că o interacțiune între particule are multiple rezultate posibile, în funcție de starea în care se află fiecare particulă. Întotdeauna, totuși, stările lor rezultate vor fi legate - modul în care se termină particula A depinde de modul în care rezultă particula B. După o astfel de interacțiune, particulele au o formulă comună care specifică diferitele stări combinate în care s-ar putea afla.

Consecința șocantă, care i-a determinat pe autorii EPR să se îndoiască de teoria cuantică, este „acțiunea înfricoșătoare la distanță”, așa cum a spus Einstein: Măsurarea particulei A (care alege o realitate dintre posibilitățile sale) decide instantaneu starea corespunzătoare a lui B, indiferent cât de departe ar fi B.

Închegarea a crescut în importanță percepută de când fizicienii au descoperit în anii 1990 că permite noi tipuri de calcule. Încurcarea a doi qubiți - obiecte cuantice precum particulele care există în două stări posibile, 0 și 1 - dă patru stări posibile cu probabilități diferite (0 și 0, 0 și 1, 1 și 0 și 1 și 1). Trei qubiți fac opt posibilități simultane și așa mai departe; puterea unui „calculator cuantic” crește exponențial cu fiecare qubit suplimentar încurcat. Orchestrați inteligent încurcătura și puteți anula toate combinațiile de 0 și 1, cu excepția secvenței care dă răspunsul la un calcul. Calculatoare cuantice prototipuri formate din câteva zeci de qubiți s-au materializat în ultimii doi ani, conduse de mașina Sycamore de 54 de qubiți de la Google.

Între timp, cercetătorii gravitației cuantice s-au fixat pe întricarea cuantică din alt motiv: ca posibil cod sursă al hologramei spațiu-timp.

ER = EPR

Discuțiile despre spațiu-timp și holografie emergente au început la sfârșitul anilor 1980, după ce teoreticianul găurii negre John Wheeler a promulgat opinia conform căreia spațiu-timp și tot ce este în el ar putea izvora din informații. Curând, alți cercetători, inclusiv fizicianul olandez Gerard 't Hooft, s-au întrebat dacă această apariție ar putea să semene cu proiecția unei holograme. Au apărut exemple în studiile despre găurile negre și în teoria corzilor, unde o descriere a unui scenariu fizic ar putea fi tradusă într-o vedere la fel de validă a acestuia, cu o dimensiune spațială suplimentară. Într-o lucrare din 1994 intitulată „Lumea ca hologramă, " Leonard Susskind, un teoretician al gravitației cuantice de la Universitatea Stanford, a concretizat principiul holografic al lui Hooft, susținând că un volum de spațiu-timp curbat descris de relativitatea generală este echivalent, sau „dual”, cu un sistem de particule cuantice de pe dimensiunea inferioară a regiunii. limite.

Un exemplu important de holografie a sosit trei ani mai târziu. Juan Maldacena, un teoretician al gravitației cuantice acum la Institutul pentru Studii Avansate din Princeton, New Jersey, a descoperit că un fel de spațiu numit spațiu anti-de Sitter (AdS) este, într-adevăr, o hologramă.

Universul actual este spațiul de Sitter, o sferă în continuă creștere, condusă spre exterior de propria sa energie pozitivă. În schimb, spațiul AdS este infuzat cu energie negativă – rezultată dintr-o diferență în semnul unei constante în ecuațiile relativității generale – dând spațiului o geometrie „hiperbolică”: obiectele se micșorează pe măsură ce se deplasează spre exterior din centrul spațiului, devenind infinitezimal la o limită exterioară. Maldacena a arătat că spațiu-timp și gravitația în interiorul unui univers AdS corespund exact proprietăților unui sistem cuantic la graniță (în special un sistem numit teoria conformă a câmpului sau CFT).

Lucrarea-bombă a lui Maldacena din 1997 care descrie această „corespondență AdS/CFT” a fost citată de studiile ulterioare de 22,000 de ori – în medie de peste două ori pe zi. „Încercarea de a exploata idei bazate pe AdS/CFT a fost obiectivul principal al miilor dintre cei mai buni teoreticieni timp de decenii”, a spus Peter Woit, fizician matematician la Universitatea Columbia.

În timp ce Maldacena însuși și-a explorat harta AdS/CFT între spațiu-timp dinamic și sisteme cuantice, a făcut o nouă descoperire despre găurile de vierme. El studia un anumit model de încurcare care implică două seturi de particule, în care fiecare particulă dintr-un set este încurcată cu o particulă din celălalt. Maldacena a arătat că această stare este matematic duală cu o hologramă destul de dramatică: o pereche de găuri negre în spațiul AdS ale căror interioare se conectează printr-o gaură de vierme.

A trebuit să treacă un deceniu înainte ca Maldacena, în 2013 (în împrejurări în care „ca să fiu sincer, nu-mi amintesc”, spune el), să-și dea seama că descoperirea sa ar putea semnifica o corespondență mai generală între încurcarea cuantică și conexiunea prin gaura de vierme. El a inventat o mică ecuație criptică - ER = EPR - într-un e-mail către Susskind, care a înțeles imediat. Cei doi repede a dezvoltat conjectura împreună, scriind: „Suținem că puntea Einstein Rosen dintre două găuri negre este creată de corelații asemănătoare EPR între microstările celor două găuri negre” și că dualitatea ar putea fi mai generală decât atât: „Este foarte tentant să cred că Orice Sistemul corelat EPR este conectat printr-un fel de punte ER.”

Poate că o gaură de vierme leagă fiecare pereche de particule încâlcite din univers, creând o conexiune spațială care înregistrează istoriile lor comune. Poate că bănuiala lui Einstein că găurile de vierme au de-a face cu particulele a fost corectă.

Un pod robust

Când Jafferis a auzit prelegerea lui Maldacena despre ER = EPR la o conferință în 2013, și-a dat seama că dualitatea presupusă ar trebui să vă permită să proiectați găuri de vierme la comandă, adaptând modelul de încurcătură.

Podurile standard Einstein-Rosen sunt o dezamăgire pentru fanii SF de pretutindeni: dacă s-ar forma unul, s-ar prăbuși rapid sub propria sa gravitație și s-ar prinde cu mult înainte ca o navă spațială sau orice altceva să poată trece. Dar Jafferis și-a imaginat înșirând un fir sau orice altă conexiune fizică între cele două seturi de particule încurcate care codifică cele două guri ale unei găuri de vierme. Cu acest tip de cuplare, operarea asupra particulelor pe o parte ar induce modificări ale particulelor pe cealaltă parte, poate deschide gaura de vierme dintre ele. „S-ar putea ca asta să facă gaura de vierme traversabilă?” Jafferis își amintește că se întreba. Fiind fascinat de găurile de vierme încă din copilărie – un minune al fizicii, a început la Universitatea Yale la 14 ani – Jafferis a urmărit întrebarea „aproape pentru distracție”.

Întors la Harvard, el și Ping Gao, studentul său absolvent la acea vreme și Peretele Aron, apoi un cercetător vizitator, a calculat în cele din urmă că, într-adevăr, prin cuplarea a două seturi de particule încâlcite, puteți efectua o operație pe setul din stânga care, în imaginea spațiu-timp dublă, de dimensiuni mai mari, ține deschisă găurile de vierme care conduc spre gura dreaptă și împinge un qubit prin.

Jafferis, Gao și Wall's 2016 descoperire a acestei găuri de vierme holografice, traversabile, a oferit cercetătorilor o nouă fereastră către mecanica holografiei. „Faptul că, dacă faci lucrurile corect din exterior, poți ajunge prin a trece, înseamnă și că poți vedea în interior” gaura de vierme, a spus Jafferis. „Înseamnă că este posibil să verificăm acest fapt că două sisteme încurcate sunt descrise printr-o geometrie conectată.”

În câteva luni, Maldacena și doi colegi au construit pe schemă, arătând că gaura de vierme traversabilă ar putea fi realizată într-un cadru simplu - „un sistem cuantic care este suficient de simplu încât să ne putem imagina că îl facem”, a spus Jafferis.

Modelul SYK, așa cum este numit, este un sistem de particule de materie care interacționează în grupuri, mai degrabă decât perechile obișnuite. Descris pentru prima dată de Subir Sachdev și Jinwu Ye în 1993, modelul a contat brusc mult mai mult începând cu 2015, când fizicianul teoretician Alexei Kitaev a descoperit că este holografică. La o prelegere în acel an, în Santa Barbara, California, Kitaev (care a devenit K în SYK) a umplut mai multe tablă cu dovezi că versiunea particulară a modelului în care particulele de materie interacționează în grupuri de patru este mapabilă matematic la un negru unidimensional. gaură în spațiul AdS, cu simetrii identice și alte proprietăți. „Unele răspunsuri sunt aceleași în cele două cazuri”, a spus el unei audiențe încântate. Maldacena stătea în primul rând.

Conectarea punctelor, Maldacena și coautorii propus că două modele SYK legate între ele ar putea codifica cele două guri ale găurii de vierme traversabile ale lui Jafferis, Gao și Wall. Jafferis și Gao au fugit cu apropierea. Până în 2019, și-au găsit drumul spre o prescripţie concretă pentru teleportarea unui qubit de informații de la un sistem de particule care interacționează în patru căi la altul. Rotirea tuturor direcțiilor de rotație ale particulelor se traduce, în imaginea duală spațiu-timp, într-o undă de șoc cu energie negativă care trece prin gaura de vierme, împingând qubitul înainte și, la un moment previzibil, afară din gură.

„Gaura de vierme a lui Jafferis este prima realizare concretă a ER = EPR, unde el arată că relația este valabilă exact pentru un anumit sistem”, a spus Alex Zlokapa, un student absolvent la Institutul de Tehnologie din Massachusetts și co-autor al noului experiment.

Gaură de vierme în laborator

Pe măsură ce lucrarea teoretică se dezvolta, Maria Spiropulu, un fizician experimental al particulelor desăvârșit, care a fost implicat în descoperirea bosonului Higgs în 2012, se gândea cum să folosească computerele cuantice în curs de dezvoltare pentru a face experimente holografice cuantice gravitaționale. În 2018, ea l-a convins pe Jafferis să se alăture echipei sale în creștere, împreună cu cercetătorii de la Google Quantum AI - deținătorii dispozitivului Sycamore.

Pentru a rula protocolul de teleportare a găurii de vierme al lui Jafferis și Gao pe computerul cuantic de ultimă generație, dar încă mic și predispus la erori, echipa lui Spiropulu a trebuit să simplifice foarte mult protocolul. Un model SYK complet constă din practic infinit de particule cuplate între ele cu forțe aleatorii, deoarece interacțiunile în patru căi au loc pe tot parcursul. Acest lucru nu este fezabil de calculat; chiar și folosind toți cei 50 de qubiți disponibili ar fi necesitat sute de mii de operațiuni de circuit. Cercetătorii și-au propus să creeze o gaură de vierme holografică cu doar șapte qubiți și sute de operațiuni. Pentru a face acest lucru, ei au trebuit să „sparsifice” modelul SYK cu șapte particule, codificând doar cele mai puternice interacțiuni în patru căi și elidând restul, păstrând în același timp proprietățile holografice ale modelului. „A fost nevoie de câțiva ani pentru a găsi o modalitate inteligentă de a face asta”, a spus Spiropulu.

Un secret al succesului a fost Zlokapa, un copil de orchestră Waifish care s-a alăturat grupului de cercetare al lui Spiropulu ca student la Caltech. Un programator talentat, Zlokapa a mapat interacțiunile cu particule ale modelului SYK pe conexiunile dintre neuronii unei rețele neuronale și a antrenat sistemul să ștergă cât mai multe conexiuni de rețea, păstrând în același timp o semnătură cheie a găurii de vierme. Procedura a redus numărul de interacțiuni în patru direcții de la sute la cinci.

Cu asta, echipa a început să programeze qubiții lui Sycamore. Șapte qubiți codifică 14 particule de materie - șapte fiecare în sistemele SYK din stânga și din dreapta, unde fiecare particulă din stânga este încurcată cu una din dreapta. Un al optulea qubit, într-o combinație probabilistică de stări 0 și 1, este apoi schimbat cu una dintre particulele din modelul SYK din stânga. Stările posibile ale acelui qubit se încurcă rapid cu stările celorlalte particule din stânga, răspândindu-și informațiile uniform printre ele, ca o picătură de cerneală în apă. Acest lucru este dublu din punct de vedere holografic cu qubitul care intră în gura stângă a unei găuri de vierme unidimensionale în spațiul AdS.

Apoi vine rotația mare a tuturor qubiților, duală cu un puls de energie negativă care trece prin gaura de vierme. Rotația face ca qubitul injectat să se transfere la particulele modelului SYK din dreapta. Apoi, informațiile nu se răspândesc, a spus Preskill, „ca haosul ar alerga înapoi” și se reorientează la locul unei singure particule din dreapta - partenerul încurcat al particulei din stânga care a fost schimbată. Apoi toate stările qubiților sunt măsurate. Numărarea 0 și 1 pe mai multe runde experimentale și compararea acestor statistici cu starea pregătită a qubiților injectați dezvăluie dacă qubiții se teleportează.

Cercetătorii caută un vârf în date care reprezintă o diferență între două cazuri: dacă văd vârful, înseamnă că rotațiile qubiților care sunt duale cu impulsurile de energie negativă permit qubiților să se teleporteze, în timp ce rotațiile în direcția opusă, care sunt dual la impulsuri de energie normală, pozitivă, nu lăsați qubiții să treacă. (În schimb, fac ca gaura de vierme să se închidă.)

Într-o noapte de ianuarie, după doi ani de îmbunătățiri treptate și eforturi de reducere a zgomotului, Zlokapa a condus protocolul terminat pe Sycamore de la distanță din dormitorul copilăriei din San Francisco Bay Area, unde își petrecea vacanța de iarnă după primul său semestru de licență. .

Vârful a apărut pe ecranul computerului său.

„A devenit din ce în ce mai ascuțit”, a spus el. „Trimiteam capturi de ecran ale vârfului lui Maria și eram foarte entuziasmat, scriind: „Cred că vedem o gaură de vierme acum”. Vârful a fost „primul semn că poți vedea gravitația pe un computer cuantic”.

Spiropulu spune că cu greu îi venea să creadă vârful curat și pronunțat pe care îl vedea. „A fost foarte asemănător cu când am văzut primele date pentru descoperirea lui Higgs”, a spus ea. „Nu pentru că nu mă așteptam, dar mi-a venit prea mult în față.”

În mod surprinzător, în ciuda simplității scheletice a găurii lor de vierme, cercetătorii au detectat o a doua semnătură a dinamicii găurii de vierme, un model delicat în modul în care informațiile se răspândesc și nu s-au răspândit printre qubiții cunoscuți sub numele de „size-winding”. Ei nu și-au antrenat rețeaua neuronală pentru a păstra acest semnal, deoarece a sparsificat modelul SYK, așa că faptul că înfășurarea dimensiunii apare oricum este o descoperire experimentală despre holografie.

„Nu am cerut nimic în legătură cu această proprietate de dimensiuni, dar am constatat că tocmai a ieșit”, a spus Jafferis. Acest lucru „a confirmat robustețea” dualității holografice, a spus el. „Fă să apară o [proprietate], apoi primești toate celelalte, ceea ce este un fel de dovadă că această imagine gravitațională este cea corectă.”

Sensul găurii de vierme

Jafferis, care nu s-a așteptat niciodată să facă parte dintr-un experiment cu găuri de vierme (sau oricare altul), crede că una dintre cele mai importante concluzii este ceea ce spune experimentul despre mecanica cuantică. Fenomenele cuantice precum întanglementul sunt în mod normal opace și abstracte; nu știm, de exemplu, cum o măsurătoare a particulei A determină starea lui B de la distanță. Dar, în noul experiment, un fenomen cuantic inefabil - teleportarea informațiilor între particule - are o interpretare tangibilă ca o particulă care primește o energie și se mișcă cu o viteză calculabilă de la A la B. „Se pare că există această poveste frumoasă de la punct. de vedere a qubitului; se mișcă cauzal”, a spus Jafferis. Poate că un proces cuantic precum teleportarea „se simte întotdeauna gravitațional pentru acel qubit. Dacă din acest experiment și din alte experimente conexe ar putea ieși așa ceva, asta ne va spune cu siguranță ceva profund despre universul nostru.”

Susskind, care a văzut din timp rezultatele de astăzi, a spus că speră că viitoarele experimente cu găuri de vierme care implică mai mulți qubiți pot fi folosite pentru a explora interiorul găurii de vierme ca o modalitate de a investiga proprietățile cuantice ale gravitației. „Făcând măsurători pe ceea ce a trecut, îl interoghezi și vezi ce era în interior”, a spus el. „Mi se pare un mod interesant de urmat.”

Unii fizicieni vor spune că experimentul nu ne spune nimic despre universul nostru, deoarece realizează o dualitate între mecanica cuantică și spațiul anti-de Sitter, ceea ce universul nostru nu este.

În cei 25 de ani de la descoperirea de către Maldacena a corespondenței AdS/CFT, fizicienii au căutat o dualitate holografică similară pentru spațiul de Sitter - o hartă care merge de la un sistem cuantic la universul de Sitter, în plină expansiune, în care trăim. Dar progresul a fost mult mai lent decât pentru AdS, ceea ce îi face pe unii să se îndoiască dacă spațiul de Sitter este deloc holografic. „Întrebări precum „Ce zici de a face acest lucru să funcționeze în cazul mai fizic al dS?” nu sunt noi, ci foarte vechi și au făcut obiectul a zeci de mii de ani-personă de efort nereușit”, a spus Woit, un critic al cercetării AdS/CFT. „Este nevoie de niște idei destul de diferite.”

Criticii susțin că cele două tipuri de spațiu diferă categoric: AdS are o graniță exterioară și spațiul dS nu, așa că nu există o tranziție matematică lină care să se poată transforma unul în celălalt. Iar granița dură a spațiului AdS este chiar ceea ce face holografia ușoară în acel cadru, oferind suprafața cuantică de pe care să proiectați spațiul. Prin comparație, în universul nostru de Sitter, singurele granițe sunt cele mai îndepărtate pe care le putem vedea și viitorul infinit. Acestea sunt suprafețe neclare de pe care să încercați să proiectați o hologramă spațiu-timp.

Renate Loll, un remarcat teoretician al gravitației cuantice de la Universitatea Radboud din Țările de Jos, a subliniat, de asemenea, că experimentul găurii de vierme se referă la spațiu-timp 2D - gaura de vierme este un filament, cu o dimensiune spațială plus dimensiunea timpului - în timp ce gravitația este mai complicată în spațiul 4D- timpul în care trăim de fapt. „Este destul de tentant să ne încurcăm în complexitatea modelelor de jucării 2D”, a spus ea prin e-mail, „în timp ce pierzi din vedere provocările diferite și mai mari care ne așteaptă în gravitația cuantică 4D. Pentru această teorie, nu văd cum computerele cuantice cu capacitățile lor actuale pot fi de mare ajutor... dar voi fi bucuros să fiu corectat.”

Majoritatea cercetătorilor gravitației cuantice cred că toate acestea sunt probleme dificile, dar care pot fi rezolvate - că modelul de întricare care țese spațiul 4D de Sitter este mai complicat decât pentru AdS 2D, dar putem totuși extrage lecții generale prin studierea holografiei în setări mai simple. Această tabără tinde să vadă cele două tipuri de spațiu, dS și AdS, ca fiind mai asemănătoare decât diferite. Ambele sunt soluții la teoria relativității a lui Einstein, care diferă doar prin semnul minus. Ambele universuri dS și AdS conțin găuri negre care sunt afectate de aceleași paradoxuri. Și când vă aflați adânc în spațiul AdS, departe de peretele său exterior, cu greu puteți distinge împrejurimile dvs. de de Sitter.

Totuși, Susskind este de acord că este timpul să devină real. „Cred că este timpul să ieșim de sub stratul protector al spațiului AdS și să ne deschidem către lumea care ar putea avea mai mult de-a face cu cosmologia”, a spus el. „Spațiul De Sitter este o altă fiară.”

În acest scop, Susskind are o idee nouă. În o preimprimare postat online în septembrie, el a propus că spațiul de Sitter ar putea fi o hologramă a unei versiuni diferite a modelului SYK - nu cea cu interacțiuni cu particule în patru căi, ci una în care numărul de particule implicate în fiecare interacțiune crește pe măsură ce pătratul. rădăcina numărului total de particule. Această „limită la scară dublă” a modelului SYK „se comportă mai mult ca de Sitter decât ca AdS”, a spus el. „Nu există nicio dovadă, dar există dovezi circumstanțiale.”

Un astfel de sistem cuantic este mai complex decât cel programat până acum și „nu știu dacă această limită va fi realizată în laborator”, a spus Susskind. Ceea ce pare sigur este că, acum că există o gaură de vierme holografică, se vor deschide mai multe.