Ученые создали миниатюрную червоточину. Пока только в квантовом компьютере

Возможно ли соединить два места в пространстве-времени проходом, который был бы кратчайшим путем между отдаленными областями пространства? Червоточины — это теоретическое понятие, часто используемое в фэнтези. Сейчас впервые разработан эксперимент по изучению их свойств в лабораторных экспериментах.

Нечего бояться. Имитируя червоточину, ученые не разрывали пространство-время на части . То, что было создано с помощью квантового процессора Sycamore, является лишь теоретическим эквивалентом «моста», который может соединить отдаленные точки во Вселенной .

Используя квантовый компьютер , исследователи сначала смоделировали две «миниатюрные» черные дыры . Затем они отправили между собой сообщение — квантовую информацию. Таким образом, они создали « квантовую систему, проявляющую ключевые свойства гравитационной червоточины ». И он достаточно мал, чтобы работать на современном квантовом оборудовании», — объяснила физик Мария Спиропулу из Калифорнийского технологического института.

Новаторский эксперимент описан в последнем номере научного журнала Nature.

Червоточина, или мост Эйнштейна-Розена

Червоточины, также называемые мостами Эйнштейна-Розена , впервые были описаны Альбертом Эйнштейном и Натаном Розеном. В 1935 году два физика-теоретика объявили, что теория относительности допускает существование «коротких путей» в пространстве-времени . То есть туннели, соединяющие объекты экстремальной физики, такие как черные и белые дыры.

Более поздние теоретические работы — напр. Джон Уилер, придумавший термин «червоточина», показал, что червоточины, даже если бы они появились во Вселенной, были бы нестабильны. Ученые пытались — и до сих пор пытаются — определить условия, которые должны быть соблюдены, чтобы образовалась постоянная червоточина . То есть такой, который — даже если бы и появился — не исчез бы через доли секунды.

Червоточины также обосновались в фэнтези . Карл Саган в «Контакте» сделал им мост, с помощью которого можно установить контакт с инопланетной цивилизацией. Аналогично было и в случае с путешествиями марвеловских героев, известных, например, по сериалу «Тор».

Червоточина в лаборатории

Исследователи использовали квантовый процессор Google Sycamore. С его помощью они провели эксперимент, в котором не создали червоточину, но сумели смоделировать ее свойства.

Так что это не утка, а… — Она выглядит как утка, ходит как утка и кудахчет как утка, — объясняет физик Джозеф Ликкен, один из авторов эксперимента. «И это все, что мы можем сказать на данном этапе». Мы получили что-то, что, учитывая особенности, которые мы наблюдаем, напоминает червоточину, — сказал он The Guardian.

Мария Спиропулу, старший автор статьи, использует другое сравнение. Ученым удалось получить характеристики « детской червоточины ». Теперь шаг за шагом от него хотят перейти к «детским» и «взрослым» туннелям.

Прыжки в космос?

Ученые подчеркивают, что путь от их исследований до создания червоточин, какими мы их знаем из фантастики, очень и очень долог. О создании настоящей червоточины пока не может быть и речи . «Существует огромная разница между тем, что возможно в теории, и тем, что возможно на практике», — отмечает Ликкен. – Так что я бы не стал слишком заморачиваться [с тем, чего нам удалось добиться – прим. ред.]. Однако, с другой стороны, нужно с чего-то начинать.

Ученый указывает, что концепция червоточин была придумана довольно давно. Однако в течение десятилетий его можно было рассматривать только теоретически. Не было методов, которые позволили бы работать над ним в реальности. То есть в рамках экспериментов, разработанных в лабораториях .

И в этом суть этого открытия. На просьбу прокомментировать ее Дэниел Харлоу из Массачусетского технологического института указал, что работа в «Природе» с теоретической точки зрения не описывает ничего нового. «Мы не узнаем ничего о квантовой гравитации, чего бы мы уже не знали», — сказал Харлоу Guardian.

«С другой стороны, этот эксперимент интересен как техническое достижение. Если бы мы не могли даже этого (а пока не могли), то моделирование более интересных теорий из квантовой гравитации было бы вообще нам не по силам, — заключает ученый.