Fizikçiler Kuantum Bilgisayar Kullanarak Bir Solucan Deliği Yarattı

Fizikçilerin, 1935'te Albert Einstein ve Nathan Rosen tarafından teorize edilen ve uzayın ekstra bir boyutuna geçerek bir yerden başka bir yere götüren bir tür tünel olan ilk solucan deliğini yarattığı iddia ediliyor.

Solucan deliği, küçük süper iletken devrelerde saklanan kuantum bilgi parçalarından veya "kübitlerden" bir hologram gibi ortaya çıktı. Fizikçiler kübitleri manipüle ederek solucan deliği aracılığıyla bilgi gönderdiler. bugün rapor edildi dergisinde Tabiat.

liderliğindeki ekip, Maria Spiropulu Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden, Google'ın Kaliforniya, Santa Barbara'daki Google Quantum AI'da barındırılan Sycamore adlı bir cihaz olan kuantum bilgisayarını kullanarak yeni "solucan deliği ışınlama protokolünü" uyguladı. Spiropulu'nun tanımladığı şekliyle türünün ilk örneği "bir çip üzerinde kuantum yerçekimi deneyi" ile o ve ekibi, rakip bir fizikçi grubunu yendi. solucan deliği ışınlaması yapmayı hedefleyen IBM ve Quantinuum'un kuantum bilgisayarları ile.

Spiropulu, kübitlerin solucan deliğinden geçtiğini gösteren anahtar imzayı görünce, "Sarsıldım" dedi.

Deney, temel fiziğin iki direği olan kuantum mekaniği ve genel göreliliğin nasıl birbirine uyduğuna dair kapsamlı bir hipotez olan holografik ilkenin kanıtı olarak görülebilir. Fizikçiler 1930'lardan beri bu birbirinden kopuk teorileri uzlaştırmak için çabaladılar - biri atomlar ve atom altı parçacıklar için bir kural kitabı, diğeri ise Einstein'ın madde ve enerjinin uzay-zaman dokusunu nasıl bükerek yerçekimini oluşturduğuna dair açıklaması. 1990'lardan beri yükselen holografik ilke, iki çerçeve arasında matematiksel bir eşdeğerlik veya "ikilik" varsayar. Genel göreliliğin tanımladığı esnek uzay-zaman sürekliliğinin aslında kılık değiştirmiş parçacıklardan oluşan bir kuantum sistemi olduğunu söylüyor. Uzay-zaman ve yerçekimi, bir 3B hologramın 2B bir modelden çıkması gibi, kuantum etkilerinden ortaya çıkar.

Aslında, yeni deney, bir kuantum bilgisayarında kontrol edebileceğimiz türden kuantum etkilerinin, görelilikte görmeyi umduğumuz bir fenomene - bir solucan deliğine - yol açabileceğini doğruluyor. Sycamore çipindeki gelişen kübit sistemi "gerçekten harika bir alternatif açıklamaya sahip" dedi. John Preskill, Caltech'te deneyde yer almayan bir teorik fizikçi. "Sistemi yerçekimi olarak çok farklı bir dilde düşünebilirsiniz."

Açık olmak gerekirse, sıradan bir hologramın aksine solucan deliği görebildiğimiz bir şey değil. Ortak yazara göre “gerçek uzay-zamanın bir ipliği” olarak kabul edilebilirken daniel jafferis Solucan deliği ışınlama protokolünün baş geliştiricisi Harvard Üniversitesi'nden Dr. Holografik ilke, iki gerçekliğin -solucan deliğine sahip olan ve kübitlere sahip olanın- aynı fiziğin alternatif versiyonları olduğunu söylüyor, ancak bu tür bir ikiliğin nasıl kavramsallaştırılacağı gizemli kalıyor.

Sonucun temel etkileri hakkında görüşler farklı olacaktır. En önemlisi, deneydeki holografik solucan deliği, kendi evrenimizin uzay-zamanından farklı türde bir uzay-zamandan oluşuyor. Deneyin, içinde yaşadığımız uzay-zamanın aynı zamanda holografik olduğu, kuantum bitleriyle şekillendiği hipotezini destekleyip desteklemediği tartışmalıdır.

Jafferis, "Evrenimizdeki yerçekiminin, bu küçük bebek tek boyutlu solucan deliğinin Sycamore çipinden ortaya çıkması gibi, bazı kuantum [bitlerden] ortaya çıktığının doğru olduğunu düşünüyorum" dedi. "Elbette bunu kesin olarak bilmiyoruz. Onu anlamaya çalışıyoruz.”

solucan deliğine

Holografik solucan deliğinin hikayesi, 1935'te yayınlanan görünüşte alakasız iki makaleye kadar uzanıyor: bir ER olarak bilinen Einstein ve Rosen tarafından, öteki ikisi ve EPR olarak bilinen Boris Podolsky tarafından. Hem ER hem de EPR belgeleri başlangıçta büyük E'nin marjinal çalışmaları olarak değerlendirildi. Bu değişti.

ER makalesinde, Einstein ve genç asistanı Rosen, genel göreliliği her şeyin birleşik bir teorisine genişletmeye çalışırken solucan delikleri olasılığına rastladılar - sadece uzay-zamanın değil, içinde asılı duran atom altı parçacıkların bir tanımı. Einstein'ın teoriyi yayınlamasından sadece aylar sonra, 1916'da Alman fizikçi-asker Karl Schwarzschild'in genel göreliliğin kıvrımları arasında bulduğu uzay-zaman dokusundaki engellere yönelmişlerdi. Schwarzschild, kütlenin yerçekimsel olarak kendisini o kadar fazla çekebileceğini gösterdi ki, bir noktada uzay-zamanı o kadar keskin bir şekilde bükerek, değişkenler sonsuz hale gelir ve Einstein'ın denklemleri bozulur. Artık bu "tekilliklerin" evren boyunca var olduğunu biliyoruz. Bunlar, ne tanımlayabildiğimiz ne de görebildiğimiz noktalardır; her biri, yakındaki tüm ışığı kütleçekimsel olarak hapseden bir kara deliğin merkezinde saklıdır. Tekillikler, yerçekiminin kuantum teorisine en çok ihtiyaç duyulan yerlerdir.

Einstein ve Rosen, Schwarzschild'in matematiğinin, temel parçacıkları genel göreliliğe bağlamanın bir yolu olabileceği konusunda spekülasyon yaptılar. Resmin işe yaraması için, denklemlerinden tekilliği çıkardılar, keskin noktayı uzay-zamanın başka bir bölümüne kayan ekstra boyutlu bir tüple değiştiren yeni değişkenlerle değiştirdiler. Einstein ve Rosen, yanlış ama ileri görüşlü bir şekilde, bu "köprülerin" (veya solucan deliklerinin) parçacıkları temsil edebileceğini savundular.

İronik bir şekilde, solucan deliklerini ve parçacıkları birbirine bağlamaya çalışırken ikili, iki ay önce EPR makalesinde Podolsky ile tanımladıkları tuhaf parçacık fenomenini dikkate almadılar: kuantum dolaşıklığı.

Dolaşma, iki parçacık etkileşime girdiğinde ortaya çıkar. Kuantum kurallarına göre, parçacıklar aynı anda birden fazla olası duruma sahip olabilir. Bu, parçacıklar arasındaki etkileşimin, her bir parçacığın başlangıçta hangi durumda olduğuna bağlı olarak birden çok olası sonucu olduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, sonuçtaki durumları her zaman bağlantılı olacaktır - A parçacığının nasıl sonlanacağı, B parçacığının nasıl ortaya çıkacağına bağlıdır. Böyle bir etkileşimden sonra, parçacıkların içinde olabilecekleri çeşitli birleşik durumları belirten ortak bir formülleri vardır.

EPR yazarlarının kuantum teorisinden şüphe duymasına neden olan şok edici sonuç, Einstein'ın ifadesiyle "uzak mesafedeki ürkütücü eylem"dir: A parçacığını ölçmek (olasılıkları arasından bir gerçekliği seçen) anında B'nin karşılık gelen durumuna karar verir, B ne kadar uzakta olursa olsun.

Fizikçiler 1990'larda yeni tür hesaplamalara izin verdiğini keşfettiğinden beri, dolaşıklığın algılanan önemi arttı. İki kübiti (0 ve 1 gibi iki olası durumda bulunan parçacıklar gibi kuantum nesneleri) birbirine karıştırmak, farklı olasılıklara sahip (0 ve 0, 0 ve 1, 1 ve 0 ve 1 ve 1) dört olası durum verir. Üç kübit, sekiz eş zamanlı olasılık oluşturur ve bu böyle devam eder; bir "kuantum bilgisayarının" gücü, her bir dolaşık kübit ile katlanarak artar. Dolanıklığı akıllıca yönetin ve bir hesaplamanın cevabını veren dizi hariç tüm 0'lar ve 1'lerin kombinasyonlarını iptal edebilirsiniz. Birkaç düzine kübitten oluşan prototip kuantum bilgisayarları, Google'ın 54 kübit Sycamore makinesi tarafından yönetilen son birkaç yılda gerçekleşti.

Bu arada, kuantum yerçekimi araştırmacıları başka bir nedenden dolayı kuantum dolaşıklığına odaklandılar: uzay-zaman hologramının olası kaynak kodu olarak.

Acil Servis = EPR

Ortaya çıkan uzay-zaman ve holografiden bahsetmek, 1980'lerin sonlarında, kara delik teorisyeni John Wheeler'ın uzay-zamanın ve içindeki her şeyin bilgiden kaynaklanabileceği görüşünü ilan etmesinden sonra başladı. Kısa süre sonra, Hollandalı fizikçi Gerard 't Hooft da dahil olmak üzere diğer araştırmacılar, bu ortaya çıkışın bir hologramın izdüşümüne benzeyip benzemeyeceğini merak ettiler. Örnekler, kara delik araştırmalarında ve bir fiziksel senaryonun bir tanımının, fazladan bir uzamsal boyutla onun eşit derecede geçerli bir görünümüne çevrilebildiği sicim kuramında ortaya çıkmıştı. 1994 tarihli “Hologram Olarak Dünya, " Leonard SusskindStanford Üniversitesi'nde bir kuantum yerçekimi teorisyeni, Hooft'un holografik ilkesini detaylandırdı ve genel görelilik tarafından tanımlanan bir bükülgen uzay-zaman hacminin, bölgenin daha düşük boyutlu bir kuantum parçacıkları sistemine eşdeğer veya "ikili" olduğunu savundu. sınır.

Çok önemli bir holografi örneği üç yıl sonra geldi. Juan Maldacena, şu anda Princeton, New Jersey'deki Institute for Advanced Study'de bir kuantum yerçekimi teorisyeni, keşfetti anti-de Sitter (AdS) alanı adı verilen bir tür alanın aslında bir hologram olduğu.

Gerçek evren, kendi pozitif enerjisiyle sürekli büyüyen bir küre olan de Sitter uzayıdır. Buna karşılık, AdS uzayına - genel görelilik denklemlerindeki bir sabitin işaretindeki farktan kaynaklanan - negatif enerji aşılanmıştır ve bu da uzaya "hiperbolik" bir geometri verir: Nesneler, uzayın merkezinden dışarı doğru hareket ettikçe küçülür, bir dış sınırda sonsuz küçük oluyor. Maldacena, bir AdS evreni içindeki uzay-zaman ve yerçekiminin, sınırdaki bir kuantum sisteminin (özellikle konformal alan teorisi veya CFT adı verilen bir sistem) özelliklerine tam olarak karşılık geldiğini gösterdi.

Maldacena'nın bu “AdS/CFT yazışmalarını” açıklayan 1997'deki bomba gibi makalesi, sonraki araştırmalarda 22,000 kez - ortalama olarak günde iki defadan fazla - alıntılanmıştır. "AdS/CFT'ye dayalı fikirlerden yararlanmaya çalışmak, onlarca yıldır en iyi binlerce teorisyenin ana hedefi olmuştur." Peter Woit, Columbia Üniversitesi'nde bir matematiksel fizikçi.

Maldacena, dinamik uzay-zamanlar ve kuantum sistemleri arasındaki AdS/CFT haritasını kendisi araştırırken, solucan delikleri hakkında yeni bir keşif yaptı. Bir kümedeki her parçacığın diğerindeki bir parçacıkla karıştığı, iki parçacık kümesini içeren belirli bir dolaşıklık modeli üzerinde çalışıyordu. Maldacena gösterdi bu durumun matematiksel olarak oldukça dramatik bir hologramla ikili olduğu: AdS uzayında içleri bir solucan deliği aracılığıyla birbirine bağlanan bir çift kara delik.

Maldacena'nın 2013'te ("dürüst olmak gerekirse, hatırlamıyorum" diyor) keşfinin kuantum dolaşıklığı ile solucan deliği aracılığıyla bağlantı arasında daha genel bir yazışma anlamına gelebileceğini fark etmesi için on yıl geçmesi gerekiyordu. Hemen anlayan Susskind'e bir e-postada şifreli küçük bir denklem - ER = EPR - icat etti. İki hızlı varsayımı geliştirdi birlikte, "İki kara delik arasındaki Einstein Rosen köprüsünün, iki kara deliğin mikro durumları arasındaki EPR benzeri korelasyonlar tarafından yaratıldığını savunuyoruz" ve ikiliğin bundan daha genel olabileceğini savunuyoruz: bunu düşün herhangi EPR ile ilişkili sistem bir çeşit ER köprüsüyle birbirine bağlıdır.”

Belki bir solucan deliği, evrendeki her dolaşmış parçacık çiftini birbirine bağlayarak, ortak geçmişlerini kaydeden uzamsal bir bağlantı oluşturur. Belki de Einstein'ın solucan deliklerinin parçacıklarla ilgili olduğu önsezisi doğruydu.

Sağlam Bir Köprü

Jafferis, 2013'teki bir konferansta Maldacena'nın ER = EPR hakkında verdiği dersi duyduğunda, varsayılan ikiliğin, dolaşıklık modelini uyarlayarak ısmarlama solucan delikleri tasarlamanıza izin vermesi gerektiğini fark etti.

Standart Einstein-Rosen köprüleri, dünyanın her yerindeki bilimkurgu hayranları için bir hayal kırıklığıdır: Bir tanesi oluşsaydı, kendi yerçekimi altında hızla çöker ve bir uzay gemisi veya başka herhangi bir şey geçemeden çok önce sıkışıp kalırdı. Ancak Jafferis, bir solucan deliğinin iki ağzını kodlayan birbirine dolanmış iki parçacık grubu arasında bir tel veya başka herhangi bir fiziksel bağlantı kurmayı hayal etti. Bu tür bir bağlantıyla, bir taraftaki parçacıklar üzerinde işlem yapmak, diğer taraftaki parçacıklarda değişikliklere neden olur, belki de aralarındaki solucan deliğini açar. "Solucan deliğini geçilebilir yapan bu olabilir mi?" Jafferis merak ettiğini hatırlıyor. Çocukluğundan beri solucan deliklerinden büyülenen - bir fizik dahisi, 14 yaşında Yale Üniversitesi'nde başladı - Jafferis, "neredeyse eğlence için" sorusunun peşine düştü.

Harvard'a döndüğünde, o ve Ping Gao, o sırada yüksek lisans öğrencisi ve Aron Duvarı, ardından misafir bir araştırmacı, sonunda, gerçekten de, iki grup dolaşık parçacığı birleştirerek, sol taraftaki kümede, ikili, daha yüksek boyutlu uzay-zaman resminde, önde gelen solucan deliğini açık tutan bir işlem gerçekleştirebileceğinizi hesapladı. sağ ağza ve bir kübiti iter.

Jafferis, Gao ve Wall's 2016 keşif Bu holografik, içinden geçilebilir solucan deliği, araştırmacılara holografi mekaniğine yeni bir pencere açtı. Jafferis, "Dışarıdan doğru şeyleri yaparsanız içinden geçebileceğiniz gerçeği, aynı zamanda içini de görebileceğiniz anlamına gelir" dedi. "Bu, iki dolaşık sistemin bağlantılı bir geometri tarafından tanımlandığı gerçeğini araştırmanın mümkün olduğu anlamına geliyor."

Aylar içinde, Maldacena ve iki meslektaşı, geçilebilir solucan deliğinin basit bir ortamda gerçekleştirilebileceğini göstererek şema üzerine inşa ettiler - "Yapmayı hayal edebileceğimiz kadar basit bir kuantum sistemi," dedi Jafferis.

SYK modeli, olağan çiftler yerine gruplar halinde etkileşen madde parçacıklarından oluşan bir sistem olarak adlandırılıyor. İlk olarak 1993 yılında Subir Sachdev ve Jinwu Ye tarafından açıklanan model, 2015 yılında teorik fizikçinin Alexei Kitaev holografik olduğunu keşfetti. O yıl California, Santa Barbara'da bir konferansta Kitaev (SYK'da K harfi oldu), madde parçacıklarının dörtlü gruplar halinde etkileşime girdiği modelin özel versiyonunun matematiksel olarak tek boyutlu siyah bir haritayla haritalanabileceğine dair kanıtlarla birkaç yazı tahtası doldurdu. aynı simetrilere ve diğer özelliklere sahip AdS alanında delik. Kendinden geçmiş bir dinleyici kitlesine, "İki durumda da bazı cevaplar aynı," dedi. Maldacena ön sırada oturuyordu.

Noktaları birleştirmek, Maldacena ve ortak yazarlar önerilen birbirine bağlı iki SYK modelinin Jafferis'in iki ağzını, Gao'yu ve Wall'un geçilebilir solucan deliğini kodlayabileceğini. Jafferis ve Gao yaklaşırken koştu. 2019'a kadar yollarını buldular somut bir reçete dört yönlü etkileşen parçacıklardan oluşan bir sistemden diğerine bir bilgi kubitini ışınlamak için. Tüm parçacıkların dönüş yönlerinin döndürülmesi, ikili uzay-zaman resminde, solucan deliğini süpüren, kübiti ileri doğru ve tahmin edilebilir bir zamanda ağızdan dışarı atan negatif enerjili bir şok dalgasına dönüşür.

"Jafferis'in solucan deliği, ilişkinin tam olarak belirli bir sistem için geçerli olduğunu gösterdiği ER = EPR'nin ilk somut gerçekleştirimidir" dedi. Alex Zlokapa, Massachusetts Institute of Technology'de yüksek lisans öğrencisi ve yeni deneyde ortak yazar.

Laboratuvardaki solucan deliği

Teorik çalışma gelişirken, 2012'de Higgs bozonunun keşfine dahil olan başarılı bir deneysel parçacık fizikçisi olan Maria Spiropulu, holografik kuantum yerçekimi deneyleri yapmak için yeni ortaya çıkan kuantum bilgisayarlarını nasıl kullanacağını düşünüyordu. 2018'de Jafferis'i, Sycamore cihazının bekçileri olan Google Quantum AI'daki araştırmacılarla birlikte büyüyen ekibine katılmaya ikna etti.

Jafferis ve Gao'nun solucan deliği ışınlama protokolünü son teknoloji ama yine de küçük ve hataya açık kuantum bilgisayarda çalıştırmak için Spiropulu'nun ekibi protokolü büyük ölçüde basitleştirmek zorunda kaldı. Tam bir SYK modeli, dört yönlü etkileşimler meydana gelirken, rastgele güçlerle birbirine bağlanmış pratik olarak sonsuz sayıda parçacıktan oluşur. Bunu hesaplamak mümkün değildir; 50 küsur kübitin tamamını kullanmak bile yüzbinlerce devre işlemi gerektirecekti. Araştırmacılar, yalnızca yedi kübit ve yüzlerce işlemle holografik bir solucan deliği yaratmak için yola çıktı. Bunu yapmak için, modelin holografik özelliklerini korurken yalnızca en güçlü dört-yollu etkileşimleri kodlayarak ve geri kalanını atlayarak yedi parçacıklı SYK modelini "seyreltmek" zorunda kaldılar. Spiropulu, "Bunu yapmanın akıllıca bir yolunu bulmak birkaç yıl sürdü," dedi.

Başarının sırlarından biri, Spiropulu'nun araştırma grubuna Caltech lisans mezunu olarak katılan feragat orkestrası çocuğu Zlokapa'ydı. Yetenekli bir programcı olan Zlokapa, SYK modelinin parçacık etkileşimlerini bir sinir ağının nöronları arasındaki bağlantılara eşledi ve sistemi, bir anahtar solucan deliği imzasını korurken mümkün olduğu kadar çok ağ bağlantısını silmek üzere eğitti. Prosedür, dört yönlü etkileşimlerin sayısını yüzden beşe indirdi.

Bununla ekip, Sycamore'un kübitlerini programlamaya başladı. Yedi kübit, 14 madde parçacığını kodlar - soldaki her parçacığın sağdakiyle karıştığı sol ve sağ SYK sistemlerinde yedi tane. 0 ve 1 durumlarının bazı olasılıksal kombinasyonlarındaki sekizinci kübit, daha sonra sol SYK modelindeki parçacıklardan biriyle değiştirilir. Bu kübitin olası durumları, soldaki diğer parçacıkların durumlarıyla hızla karışır ve bilgisini sudaki bir damla mürekkep gibi eşit bir şekilde yayar. Bu, AdS uzayında tek boyutlu bir solucan deliğinin sol ağzına giren kübitin holografik olarak ikilisidir.

Ardından, solucan deliğinden akan bir negatif enerji darbesine ikili olarak tüm kübitlerin büyük dönüşü gelir. Döndürme, enjekte edilen kübitin sağ taraftaki SYK modelinin parçacıklarına aktarılmasına neden olur. Preskill, "Daha sonra bilgi yayılmaz," dedi, "kaosun geriye doğru koşması gibi" ve sağdaki tek bir parçacığın yerine - değiştirilen sol taraftaki parçacığın dolaşık ortağına - yeniden odaklanır. Daha sonra kübitlerin durumları ölçülür. Birçok deneysel çalıştırmada 0'lar ve 1'ler saymak ve bu istatistikleri enjekte edilen kübitlerin hazırlanmış durumuyla karşılaştırmak, kübitlerin ışınlanıp yayılmadığını ortaya çıkarır.

Araştırmacılar, verilerde iki durum arasındaki farkı temsil eden bir tepe noktası arıyorlar: Zirveyi görürlerse, bu, ikili ila negatif enerji darbeleri olan kübit dönüşlerinin kübitlerin ışınlanmasına izin verdiği, oysa ters yöndeki dönüşlerin olduğu anlamına gelir. normal, pozitif enerji darbelerine ikili, kübitlerin geçmesine izin vermeyin. (Bunun yerine solucan deliğinin kapanmasına neden olurlar.)

Ocak ayında bir gece geç saatlerde, iki yıllık kademeli iyileştirmeler ve gürültü azaltma çabalarından sonra, Zlokapa Sycamore'da tamamlanmış protokolü, lisansüstü okulunun ilk döneminden sonra kış tatilini geçirdiği San Francisco Körfez Bölgesi'ndeki çocukluk yatak odasından uzaktan yürüttü. .

Zirve, bilgisayar ekranında belirdi.

"Daha keskin ve daha keskin olmaya devam etti" dedi. "Zirvenin ekran görüntülerini Maria'ya gönderiyordum ve çok heyecanlanarak 'Sanırım şimdi bir solucan deliği görüyoruz' diye yazıyordum. Zirve, "bir kuantum bilgisayarda yerçekimini görebileceğinizin ilk işaretiydi."

Spiropulu, gördüğü temiz, belirgin zirveye inanamadığını söylüyor. "Higgs keşfi için ilk verileri gördüğüm zamana çok benziyordu" dedi. "Beklemediğimden değil, ama yüzüme çok fazla geldi."

Şaşırtıcı bir şekilde, solucan deliklerinin iskeletsel basitliğine rağmen, araştırmacılar solucan deliği dinamiğinin ikinci bir imzasını, bilginin "boyut sarma" olarak bilinen kübitler arasında yayılma ve dağılmama şeklinde hassas bir model tespit ettiler. Sinir ağlarını, SYK modelini seyrekleştirdiği için bu sinyali korumak için eğitmemişlerdi, bu nedenle, boyut sargısının her halükarda ortaya çıkması, holografi hakkında deneysel bir keşiftir.

Jafferis, "Bu büyüklükteki mülk hakkında hiçbir şey talep etmedik, ancak aniden ortaya çıktığını gördük" dedi. Bu, holografik ikiliğin "sağlamlığını doğruladı" dedi. "Bir [özelliğin] görünmesini sağlayın, sonra geri kalan her şeyi elde edersiniz, bu da bu kütleçekimsel resmin doğru olduğunun bir tür kanıtıdır."

Solucan Deliğinin Anlamı

Asla bir solucan deliği deneyinin (veya başka herhangi bir deneyin) parçası olmayı beklemeyen Jafferis, en önemli çıkarımlardan birinin deneyin kuantum mekaniği hakkında söyledikleri olduğunu düşünüyor. Dolaşma gibi kuantum fenomenleri normalde opak ve soyuttur; örneğin, A parçacığının bir ölçümünün B'nin durumunu uzaktan nasıl belirlediğini bilmiyoruz. Ancak yeni deneyde, tarif edilemez bir kuantum fenomeni - parçacıklar arasında bilgi ışınlanması - bir parçacığın bir enerji tekmesi alması ve hesaplanabilir bir hızla A noktasından B noktasına hareket etmesi olarak somut bir yoruma sahip. kübitin görünümü; nedensel olarak hareket ediyor, ”dedi Jafferis. Belki de ışınlanma gibi bir kuantum süreci "her zaman o kübite çekimsel geliyor. Bu deneyden ve diğer ilgili deneylerden böyle bir şey çıkarsa, bu kesinlikle bize evrenimiz hakkında derin bir şeyler söyleyecektir.”

Bugünün sonuçlarına erken bir bakış atan Susskind, daha fazla kübit içeren gelecekteki solucan deliği deneylerinin yerçekiminin kuantum özelliklerini araştırmanın bir yolu olarak solucan deliğinin içini keşfetmek için kullanılabileceğini umduğunu söyledi. “İçinden geçenleri ölçümleyerek onu sorgular ve içinde ne olduğunu görürsünüz” dedi. "Bu bana ilginç bir yol gibi görünüyor."

Bazı fizikçiler, deneyin bize evrenimiz hakkında hiçbir şey söylemediğini söyleyecekler, çünkü deney, kuantum mekaniği ile bizim evrenimizin olmadığı anti-de Sitter uzayı arasındaki bir ikiliği fark ediyor.

Maldacena'nın AdS/CFT yazışmasını keşfetmesinden bu yana geçen 25 yıl içinde, fizikçiler de Sitter uzayı için benzer bir holografik ikilik aradılar - bir kuantum sisteminden, içinde yaşadığımız pozitif enerjili, genişleyen de Sitter evrenine giden bir harita. AdS'den çok daha yavaş, bu da bazılarının de Sitter uzayının holografik olup olmadığından şüphe etmesine yol açıyor. "'Bunu dS'nin daha fiziksel durumunda çalıştırmaya ne dersiniz?' AdS/CFT araştırmasını eleştiren Woit, yeni değil, çok eski ve onbinlerce kişi-yıllık başarısız çabanın konusu oldu” dedi. "İhtiyaç duyulan şey oldukça farklı fikirler."

Eleştirmenler, iki tür alanın kategorik olarak farklı olduğunu iddia ediyor: AdS'nin bir dış sınırı vardır ve dS alanının yoktur, dolayısıyla birini diğerine dönüştürebilecek düzgün bir matematiksel geçiş yoktur. Ve AdS alanının katı sınırı, bu ortamda holografiyi kolaylaştıran, alanın yansıtılacağı kuantum yüzeyini sağlayan şeydir. Karşılaştırıldığında, bizim de Sitter evrenimizde, tek sınırlar görebildiğimiz en uzaklar ve sonsuz gelecek. Bunlar, bir uzay-zaman hologramını yansıtmayı denemek için puslu yüzeylerdir.

Loll'u Yeniden BaşlatHollanda'daki Radboud Üniversitesi'nde tanınmış bir kuantum yerçekimi teorisyeni, ayrıca solucan deliği deneyinin 2B uzay-zamanla ilgili olduğunu vurguladı - solucan deliği, bir uzamsal boyut artı zaman boyutu olan bir iplikçiktir - oysa yerçekimi 4B uzayda daha karmaşıktır. E-posta ile, "2 boyutlu oyuncak modellerinin inceliklerine kapılıp, 4 boyutlu kuantum yerçekiminde bizi bekleyen farklı ve daha büyük zorlukları gözden kaçırmak oldukça cazip" dedi. Bu teori için, mevcut yetenekleriyle kuantum bilgisayarların nasıl yardımcı olabileceğini anlayamıyorum... ama seve seve düzeltilmiş olacağım."

Kuantum yerçekimi araştırmacılarının çoğu, bunların hepsinin zor ama çözülebilir problemler olduğuna inanıyor - 4D de Sitter uzayını ören dolaşıklık modelinin 2D AdS'den daha karmaşık olduğuna, ancak yine de holografiyi daha basit ortamlarda inceleyerek genel dersler çıkarabileceğimize. Bu kamp, ​​iki alan türünü, dS ve AdS'yi farklı olmaktan çok benzer olarak görme eğilimindedir. Her ikisi de Einstein'ın görelilik teorisinin çözümleridir ve yalnızca eksi işaretiyle farklılık gösterir. Hem dS hem de AdS evrenleri, aynı paradokslarla dolu kara delikler içerir. Ve AdS alanının derinliklerinde, dış duvarından uzakta olduğunuzda, çevrenizi de Sitter'den zorlukla ayırt edebilirsiniz.

Yine de Susskind, gerçek olma zamanının geldiği konusunda hemfikir. "Sanırım AdS alanının koruyucu katmanının altından çıkıp kozmolojiyle daha çok ilgisi olabilecek dünyaya açılmamızın zamanı geldi," dedi. "De Sitter alanı başka bir canavar."

Bu amaçla Susskind'in yeni bir fikri var. İçinde ön baskı Eylül ayında çevrimiçi olarak yayınlanan de Sitter uzayının, SYK modelinin farklı bir versiyonunun bir hologramı olabileceğini öne sürdü; toplam parçacık sayısının kökü. SYK modelinin bu "çift ölçekli limiti", "AdS'den çok de Sitter gibi davranıyor" dedi. "Kanıttan çok uzak, ancak ikinci dereceden kanıtlar var."

Susskind, böyle bir kuantum sisteminin şu ana kadar programlanandan daha karmaşık olduğunu ve "bu sınırın laboratuvarda gerçekleştirilebilecek bir şey olup olmadığını bilmiyorum" dedi. Kesin olan şu ki, artık bir holografik solucan deliği olduğuna göre daha fazlası açılacak.