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机器虎


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量子计算机中的虫洞



前段时间,有一个物理新闻轰动全网:物理学家在量子计算机中创造了一个虫洞,这是怎么回事呢?

目前,物理学有两大支柱来描述所有可观察到的现象。一个是量子普朗克、薛定谔、玻尔等人开创的量子力学,另一个是由爱因斯坦独自一人开创的广义相对论。这两种理论在它们的两个领域都非常有效,它们做出可以验证的预测,并且几乎通过了我们对他们提出的所有测试。

 

但是,100多年后,这两种理论仍然存在一个根本性的问题,那就是它们之间缺乏兼容性。当我们试图将广义相对论纳入量子力学模型时,我们得到了无穷大。物理学的圣杯是将这两个领域统一到类似于量子引力理论的东西中,但我们目前还没有做到。爱因斯坦本人也一直在追求着这个圣杯,直到他生命的最后几天,他都还在研究统一的想法。

事实上,他与他的合作者内森·罗森一起,试图创建这种统一的量子引力理论,并发表了现在称为“ER”的论文。他们一起开发了一种称为爱因斯坦-罗森桥(ER)的特定类型虫洞的概念:由于理论奇点出现在时空中心而在时空结构中产生一种洞的东西,如果在空间的其他地方也有同样的结构,它们就可以连接起来,这样就不再有奇点了,而是一个连接两个时空的管子,这就是虫洞。

 

现在碰巧的是,就在发表这篇论文之前,爱因斯坦、罗森和另一位名叫鲍里斯·波多尔斯基的合作者发表了所谓的EPR论文。他们在论文中认为量子力学是不完整的,因为存在一种叫做量子纠缠的东西。在这种现象中,一对粒子可以以它们的量子态相互关联的方式产生,因此测量一个粒子的自旋的行为会立即确定其纠缠对的自旋,无论它们相距多远。而EPR论文认为这是不可能的,因为它需要比光速更快的信息传输,从而打破因果关系。

 

现在有趣的地方来了,如果ER论文中的虫洞和EPR论文中的纠缠现象在理论上是相关的呢?如果两个相距很远的纠缠粒子通过虫洞紧密相连,信息可以通过虫洞立即在时空中传输,那会怎样呢?1997年,物理学家胡安·马尔达西那表明,包含两组纠缠粒子的系统在数学上等同于通过虫洞连接的两个黑洞。2013年,胡安·马尔达西那与物理学家莱昂纳特·萨斯坎德一起提出了ER= EPR猜想。

 

基本上,他们认为ER论文描述的虫洞物理学等同于EPR论文描述的纠缠物理学。换句话说,猜想是纠缠粒子通过虫洞连接起来。因此,通过创建纠缠粒子的配置,我们也创建了类似于虫洞的东西。这是那篇声称使用量子计算机在实验室中创建虫洞的论文的基础。这并不意味着论文作者在时空中创造了一个物理虫洞,而是使用量子计算机在时空中操纵了量子纠缠粒子,模拟了虫洞的行为。


那么现在,让我们看看这个实验是如何完成的?根据广义相对论,当任何具有质量或能量的物体被引入虫洞时,它的引力效应会立即将其关闭。为了保持虫洞开放和可穿越,需要某种形式的负能量或负质量,来提供一种抵抗虫洞坍缩的力,以保持虫洞开放。

负能量或质量在经典力学中是不可能的,但在我们的量子系统中情况并非如此。通过操纵电场改变量子位的自旋方向,可以在系统中模拟负能量。因此,传播的电场可以使纠缠粒子之间的量子虫洞保持打开状态,模拟空间中保持真实虫洞打开所需的负质量效应 。

所以,科研团队所需要的只是一种可以设置和操纵纠缠粒子的方法,这就是量子计算机的用武之地。研究人员在量子系统的两侧之间创建了一种纠缠态,模拟了一个由粒子组成的虫洞。一组粒子充当虫洞的入口,另一组粒子充当虫洞的出口。然后让信息从虫洞入口进入,测量到信息从出口而出,这表明模拟了可穿越虫洞的物理学。

 

那么,这是否意味着我们有朝一日可以穿越时空中真正的虫洞,从一个地方到另一个地方?请记住,这是虫洞的量子力学模拟,而不是时空中的真实虫洞。它们只是在数学上是等价的,今天真正的虫洞仍然是一个幻想。

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DMCA / ABUSE REPORT | TOP Posted: 01-17 17:33 樓主 引用 | 發表評論
低调的贱人


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没看懂没看懂。。。
TOP Posted: 01-17 17:49 #1樓 引用 | 點評
东淫西浪


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太过玄学
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TOP Posted: 01-17 18:11 #2樓 引用 | 點評
一风帆顺


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谢谢分享
TOP Posted: 01-17 18:13 #3樓 引用 | 點評
终于等到2022


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每个字我都认识
TOP Posted: 01-17 18:27 #4樓 引用 | 點評
中华马有有


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感谢分享。
TOP Posted: 01-17 18:28 #5樓 引用 | 點評
chenaxiao


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看不懂哈
TOP Posted: 01-17 18:34 #6樓 引用 | 點評
三界唯心


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TOP Posted: 01-17 18:36 #7樓 引用 | 點評
雾松


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理论物理永远走在前面
TOP Posted: 01-17 18:38 #8樓 引用 | 點評
真正的马甲


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不要描述,介绍计算过程。
TOP Posted: 01-17 18:42 #9樓 引用 | 點評
天山剑未风


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需要土包子指路


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    TOP Posted: 01-17 18:44 #10樓 引用 | 點評
    姑舅哥


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    好深奥啊
    TOP Posted: 01-17 18:44 #11樓 引用 | 點評
    topniuniu


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    TOP Posted: 01-17 18:59 #12樓 引用 | 點評
    妖娆如我


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    是谁给我的胆量,让我看这个帖子
    TOP Posted: 01-17 19:04 #13樓 引用 | 點評
    独孤求败火


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    明明每个字都认识但是一句话都不懂系列!
    TOP Posted: 01-17 19:08 #14樓 引用 | 點評
    箐城


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    平行空间?
    TOP Posted: 01-17 19:32 #15樓 引用 | 點評
    情飞情逝


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    感谢分享,没看懂
    TOP Posted: 01-17 20:29 #16樓 引用 | 點評
    wanghongmj


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    恰好上学学的就是这个,也做过一些。感觉真的可行,只是模拟和现实的差距还有好远
    TOP Posted: 01-17 22:16 #17樓 引用 | 點評
    最后一代


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    这么高级吗??


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      TOP Posted: 01-17 22:25 #18樓 引用 | 點評
      酴醾


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      感谢分享!
      TOP Posted: 01-17 22:28 #19樓 引用 | 點評
      Zyq5411


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      TOP Posted: 01-17 22:43 #20樓 引用 | 點評
      虎虎生虎


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      那些年之我在草榴学物理。
      TOP Posted: 01-17 23:00 #21樓 引用 | 點評
      特普


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      這個看不懂,謝謝分享
      TOP Posted: 01-17 23:38 #22樓 引用 | 點評
      傲世天剑


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      感谢分享
      TOP Posted: 01-17 23:42 #23樓 引用 | 點評
      奇迹之城


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      我得赶紧回小学读个博士才能懂
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      G
      TOP Posted: 01-17 23:49 #24樓 引用 | 點評

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