首次应用量子计算机检验了虫洞模型

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从朱迪·福斯特 (Jodie Foster) 的《接触》(Contact) 到《星际穿越》(Interstellar) ，作为一个科学概念，虫洞，被探讨最多的地方不是理论物理或宇宙学领域，而是科幻小说(以及影视作品)里。

导致当前局面最主要的原因是，现有理论是否可以允许虫洞这一实体存在于我们的宇宙之中，仍然有点不清不楚。

但今天的《自然》刊发了一篇报道，加州理工学院物理学家 Maria Spiropulu 在新闻发布会上说：“我们发现了一个量子系统，它包含引力虫洞的关键特性，但又足够小，可以在当今的量子硬件上实现。”

Nature的资深作者 Spiropulu 是一项由联邦政府资助的研究项目的首席研究员，项目名为基础物理学的量子通信通道。

先别急着收拾行李：这个虫洞只不过是模拟，类似于计算机生成的黑洞或超新星模型。

物理学家仍然看不到任何可以实际创建可穿越虫洞的条件。必须有人先制造出负能量。

哥伦比亚大学理论物理学家Peter Woit 警告说，不要对这项研究给予理论发展外的期待。

“‘物理学家创造了一个虫洞’的说法完全是胡说八道，这种标题党是巨大的耻辱，对物理学研究尤其是对一般科学的可信度非常有害。”他在博客中写道。

该研究的主要目的是阐明量子引力的概念，该概念旨在统一广义相对论和量子力学。

这两种理论分别很好地解释了引力机制和亚原子世界的结构，但它们之间却无法很好地相容。

其中一个大问题集中在虫洞隐形传态是否遵循量子纠缠背后的原理。

Spiropulu和她的同事，包括主要作者 Daniel Jafferis 和 Alexander Zlokapa，创建了一个将量子纠缠应用于虫洞动力学的计算机模型。

他们的工作基于 Sachdev-Ye-Kitaev 模型(SYK )的理论框架。

最大的挑战是，模型只能在量子计算机上运行。在传统机器学习工具的协助下，谷歌的Sycamore量子处理芯片足够强大来承担这项任务。

Spiropulu 说：“我们采用 [机器] 学习技术来寻找和准备一个简单的类似SYK的量子系统，该系统可以在当前的量子体系结构中进行编码，并且可以保留引力特性。换句话说，我们简化了 SYK 量子系统的微观描述，并研究了我们在量子处理器上发现的最终有效模型。”

该研究的合著者之一、加州理工学院研究员Samantha Davis说：“得出结果花了很长时间，我们对结果感到惊讶。”

该团队发现，当引入等效负能量时，虫洞模拟允许信息从一个系统流向另一个系统，但应用正能量时则不然。这符合对现实世界虫洞的理论预言。

随着量子电路的发展，研究人员的目标是对虫洞行为进行更高保真度的模拟——这可能会导致新基础理论的发现。

“量子纠缠、时空和量子引力之间的关系是基础物理学中最重要的问题之一，也是理论研究的活跃领域。”Spiropulu 说，“我们很高兴迈出了这一小步，并继续前进。”

https://www.sciencealert.com/a-wormhole-built-on-a-quantum-computer-teleported-information-as-predicted

ps 这篇报道完全着眼于物理学的进展，关于谷歌的Sycamore量子芯片一笔带过。但其实谷歌另外有一篇新闻稿，认为这是量子计算领域第一次实现有价值的现实应用。谷歌的量子计算部门相当看重这一项目，把它看作(宣传成)量子芯片发展史上里程碑式的成就。

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