Quantum teleportation เปิด ‘รูหนอนในอวกาศ-เวลา’

Quantum teleportation เปิด 'รูหนอนในอวกาศ-เวลา'

เทียบเท่ากับรูหนอนในอวกาศ-เวลาถูกสร้างขึ้นบนตัวประมวลผลควอนตัม นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาใช้โปรโตคอลควอนตัมเทเลพอร์ตขั้นสูงเพื่อเปิดรูหนอนและส่งสัญญาณควอนตัมผ่านรูหนอน จากการศึกษาไดนามิกของข้อมูลควอนตัมที่ส่งผ่านมา ทีมงานได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับไดนามิกของแรงโน้มถ่วง การทดลองนี้สามารถพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อสำรวจแรงโน้มถ่วงควอนตัมหรือทฤษฎีสตริง

รูหนอน

คือสะพานในอวกาศ-เวลาที่เชื่อมสถานที่สองแห่งเข้าด้วยกัน แม้ว่ารูหนอนจะสอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ แต่นักฟิสิกส์ก็ไม่ได้สังเกตพวกมัน ซึ่งแตกต่างจากรูหนอนในนิยายวิทยาศาสตร์ตรงที่พวกมันไม่สามารถผ่านเข้าไปได้ หมายความว่าสิ่งต่าง ๆ 

ไม่สามารถผ่านเข้าไปได้แม้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปจะห้ามการเดินทางผ่านรูหนอน แต่ก็มีทฤษฎีว่าสสารที่แปลกใหม่ – สสารที่มีความหนาแน่นของพลังงานเป็นลบและความดันเป็นลบ สามารถเปิดรูหนอนและทำให้มันสามารถเคลื่อนที่ผ่านได้ แต่ทฤษฎีเหล่านี้ยากที่จะทดสอบ แม้ว่าใคร ๆ 

ก็สร้างรูหนอนในห้องแล็บได้การเคลื่อนย้ายด้วยควอนตัมแต่ฟิสิกส์มีเคล็ดลับอยู่ที่แขนเสื้อ ในรูปแบบของการเคลื่อนย้ายข้อมูลทางควอนตัมระหว่างสองอนุภาคที่พันกัน กระบวนการนี้เกิดขึ้นทันทีและเลียนแบบกระบวนการส่งข้อมูลควอนตัมผ่านรูหนอนด้วยแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม ในทั้งสองกรณี 

ไม่สามารถสื่อสารได้เร็วกว่าความเร็วแสง เนื่องจากต้องใช้สัญญาณเพื่อถอดรหัสข้อมูลการพัวพันของควอนตัมมีบทบาทสำคัญในการคำนวณควอนตัม ดังนั้นตัวประมวลผลควอนตัมจึงเป็นอุปกรณ์ทดลองในอุดมคติในการสำรวจความคล้ายคลึงกันระหว่างการเคลื่อนย้ายด้วยควอนตัมและรูหนอน 

ในสถานการณ์นี้ บิตควอนตัม  หรือ คิวบิต  บนโปรเซสเซอร์ควอนตัมจะเกี่ยวพันกันและการเทเลพอร์ตก็เทียบเท่ากับ ที่เดินทางผ่านรูหนอนลงรูหนอนตอนนี้และเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดลองดังกล่าวแล้ว เป้าหมายของพวกเขาคือการสร้างระบบที่มีส่วนผสมที่เหมาะสมสำหรับการเคลื่อนย้ายทางไกล

ที่มีลักษณะ

คล้ายกับรูหนอนความท้าทายที่สำคัญที่พวกเขาต้องเอาชนะให้ได้ในตอนแรกก็คือ ดูเหมือนว่าจะต้องมีคิวบิตจำนวนมากเพื่อทำการทดลองอย่างถูกต้อง คิวบิตจำนวนมากมีมากกว่าที่มีอยู่ในโปรเซสเซอร์ควอนตัมในปัจจุบัน เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อหาจำนวน qubits ขั้นต่ำที่จำเป็น 

และวิธีเข้ารหัสเพื่อตั้งค่าโปรโตคอลควอนตัมเทเลพอร์ต พวกเขาค้นพบว่าพวกเขาสามารถสร้างไดนามิกของรูหนอนบนเก้าคิวบิตที่มีเกทสองควิบิต 164 ประตูบนตัวประมวลผลควอนตัม ในการทดลองของพวกเขา นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถเปิดรูหนอนได้นานพอสมควรโดยการใช้คลื่นกระแทก

พลังงานเชิงลบ ซึ่งมาในรูปแบบของพัลส์พิเศษของสนามควอนตัม จากนั้นพวกเขาศึกษาพลวัตของข้อมูลควอนตัมที่ส่งผ่าน สัญญาณที่เดินทางผ่านรูหนอนจะพบกับสัญญาณรบกวนและคลายสัญญาณหลายชุด โดยข้อมูลควอนตัมจะออกจากรูหนอนเหมือนเดิม

เตียงทดสอบที่ทรงพลังบนโปรเซสเซอร์ พวกเขาวัดปริมาณข้อมูลควอนตัมที่ส่งผ่านจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง เมื่อใช้คลื่นกระแทกพลังงานเชิงลบเทียบกับพลังงานบวก และเนื่องจากคลื่นกระแทกพลังงานเชิงลบเท่านั้นที่จะเปิดรูหนอนได้ พวกเขาจึงพบว่ามีเพียงคลื่นกระแทกเหล่านี้เท่านั้นที่ยอมให้

สัญญาณผ่านไปได้ โดยรวมแล้ว ข้อมูลที่ผ่านรูหนอนมีลายเซ็นที่สำคัญของรูหนอนที่เคลื่อนที่ผ่านได้ สิ่งนี้ถือเป็นขั้นตอนหนึ่งในการพิสูจน์ฟิสิกส์ความโน้มถ่วงโดยใช้ตัวประมวลผลควอนตัม และอาจนำไปสู่การพัฒนาชุดทดสอบอันทรงพลังเพื่อศึกษาแนวคิดเกี่ยวกับทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัม

ฮวน มัลดาเซนาแห่งสถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตัน สหรัฐอเมริกา ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้ อธิบายว่างานนี้เป็นขั้นตอนแรกที่น่าสนใจในการพยายามสร้างระบบควอนตัมที่ซับซ้อนซึ่งสามารถมีคำอธิบายเกี่ยวกับอวกาศ-เวลาที่เกิดขึ้นได้ เขาคิดว่าผลลัพธ์มีความสำคัญ

เพราะเป็นการสาธิตที่ช่วยให้เราสามารถทดสอบแนวคิดทางทฤษฎีบางอย่างเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมกับเรขาคณิตอวกาศ-เวลาที่เกิดขึ้นใหม่ได้ เขากล่าวว่าความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการวิจัยคือการสร้างควอนตัมเทเลพอร์ตที่ได้รับแรงบันดาลใจจากปัญหาแรงโน้มถ่วง

สมาชิกในทีม

เชื่อว่ามีโปรโตคอลเพิ่มเติมและแนวคิดใหม่มากมายให้สำรวจ และเขาคาดหวังว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทำ “การทดลองแรงโน้มถ่วง” มากขึ้นในอนาคต เขาคิดว่าสิ่งเหล่านี้บางส่วนจะต้องใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่กว่ามากหรือวงจรที่ลึกกว่านั้นมาก แต่อย่างอื่น

และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้เช่นกัน กล่าวว่าผู้เขียนได้อธิบายโปรโตคอลในเวอร์ชันที่เรียบง่ายซึ่งสามารถรับรู้ได้จากการทดลอง เขาเรียกการทดลองนี้ – และการปรับปรุงที่สันนิษฐานว่าอาจเป็นไปได้ เป็น “เหตุการณ์สำคัญ” ในการพัฒนาการควบคุมระบบควอนตัมด้วยกล้องจุลทรรศน์ 

เขากล่าวว่าแม้การทดลองดังกล่าวจะไม่สามารถให้ข้อมูลแบบเดียวกับที่มาจากการทดลองทางฟิสิกส์ เช่น LIGO หรือ LHC ได้อย่างแน่นอน แต่ความสำเร็จจากการทดลองดังกล่าวสามารถยืนยันความถูกต้องของกลศาสตร์ควอนตัมในสถานการณ์ที่ค่อนข้างละเอียดอ่อน และยังยืนยันว่าทฤษฎี 

ได้วิเคราะห์ถูกต้องแล้วก็เหมาะสำหรับการทดลองระยะใกล้“สิ่งหนึ่งที่เราอยากจะทำต่อไปคือการตระหนักถึงระบบที่ค่อนข้างใหญ่ขึ้น และพยายามสังเกตโครงสร้างที่มีรายละเอียดมากขึ้นของรูหนอนที่โผล่ออกมาและไดนามิกแรงโน้มถ่วงของพวกมัน” เขากล่าว

Credit : เว็บสล็อตแท้