Genellikle bilim kurgunun temel taşı olarak kabul edilen solucan delikleri, uzay-zaman dokusunda kısayollar veya tüneller görevi gören varsayımsal kozmik yapılardır. Kökleri genel görelilik kuramına dayanan bu esrarengiz köprüler, potansiyel olarak uzay ve zamandaki iki farklı noktayı bağlayarak, ışıktan hızlı seyahat etmeyi ve evrenin uçsuz bucaksız mesafelerini aşmayı mümkün kılabilir. Solucan deliklerinin varlığı hâlâ tamamen teorik olsa da, çalışmaları bilim adamlarının ilgisini çekmeye ve evrenin keşfedilmemiş bölgeleri hakkında merak uyandırmaya devam ediyor.
Yenilikçi bir yöntem, kuantum prototiplerini ölçeklendirmedeki önemli engellerin üstesinden geliyor.
Merakla beklenen ancak yeterince kullanılmayan kuantum bilgi işlem teknolojisi için pratik bir uygulama, bu prototipleri büyütme konusundaki önemli zorluğun üstesinden gelen yenilikçi bir yöntem sayesinde ulaşılabilir durumda.
Bristol Üniversitesi’nden bir fizikçi tarafından yapılan buluş, ona “karşı-portasyon” adını veren kişi, evrenin iç işleyişine bir sonda olarak laboratuvarda uzayda doğrulanabilir bir şekilde köprü kuran bir solucan deliği yaratmanın ilk pratik planını sağlıyor.
Yeni bir bilgi işlem konuşlandırarak Fiziğin temel yasalarını kullanan Kuantum Bilimi ve Teknolojisi dergisinde açıklanan şemaya göre, küçük bir nesne, herhangi bir parçacık geçişi olmaksızın uzayda yeniden oluşturulabilir. Diğer şeylerin yanı sıra, dünyaya dair en doğru tanımlamamızın temelini oluşturan fiziksel bir gerçekliğin varlığına dair ‘tüten bir silah’ sağlar.
Araştırmanın yazarı Hatim Salih, üniversitenin Kuantum Mühendisliği Teknolojisi’nde (QET) Fahri Araştırma Görevlisi Labs ve yeni girişim DotQuantum’un kurucu ortağı şunları söyledi: “Bu, birkaç yıldır üzerinde çalıştığımız bir kilometre taşı. Uzay-zamanın gerçek doğası gibi, evrenle ilgili yeni kalıcı bulmacaları keşfetmek için hem teorik hem de pratik bir çerçeve sağlıyor.”
Geçilebilir yerel solucan deliğini gösteren resim. Uzay yatay olarak temsil edilir. Zaman dikey olarak yukarı doğru akar. Her iki tarafta birer tane olmak üzere iki kuantum nesnesi alttan başlar. Karşılaştırılacak karmaşık kuantum nesnesi sağdakidir. Zaman geçtikçe, yerel solucan deliği kademeli olarak kıvrılır, sonra uzayı açar – sağdaki nesnenin yeniden oluşturulmasına izin verir. İki nesne arasındaki kırmızı rengin doygunluğu, uzayın katlanma derecesini temsil eder. Gözlemlenebilir uzay-zamandaki iki yerel yolculuğa karşılık gelen turuncu ve yeşil dikey çizgiler, algılanabilir hiçbir bilgi taşıyıcısının değiş tokuş edilmediğini gösterir. Kredi: Hatim Salih
İletişim kurduğumuzda içinden geçen algılanabilir bilgi taşıyıcılarına duyulan ihtiyaç, bilim adamları arasında derinden kökleşmiş bir varsayım olmuştur; örneğin, bir optik fiberden veya havadan geçen bir foton akışı, insanların bu metni okumasına izin vermek. Ya da, gerçekten de, bunu yaparken beynin etrafında sıçrayan sayısız nöral sinyal.
Bu, Uzay Yolu bir yana, küçük bir nesne hakkındaki tüm bilgileri aktararak onun başka bir yerde yeniden oluşturulmasına izin veren kuantum ışınlama için bile geçerlidir. , yani parçalanan orijinalinden anlamlı bir şekilde ayırt edilemez. İkincisi, mükemmel kopyalamayı önleyen temel bir sınır sağlar. Google’ın Sycamore işlemcisindeki bir solucan deliğinin son simülasyonu, esasen bir ışınlanma deneyidir.
Hatim şunları söyledi: “İşte keskin ayrım. Karşı taşıma, ışınlanmanın nihai amacına, yani bedensiz ulaşıma ulaşırken, bunu, herhangi bir algılanabilir bilgi taşıyıcının karşıya geçmesi olmadan dikkat çekici bir şekilde gerçekleştirir.”
Solucan delikleri, fizikçi ve Nobel ödüllü Kip’in de dahil olduğu mega hit film Interstellar tarafından popüler hale getirildi. Thorne ekibi arasında. Ama ilk olarak yaklaşık bir asır önce, Einstein’ın yerçekimi denkleminin ilginç çözümleri olarak, uzay-zamanın dokusundaki kısayollar olarak gün ışığına çıktılar. Bununla birlikte, geçilebilir bir solucan deliğinin tanımlayıcı görevi, uzayı ayrık olarak geçilebilir kılmak olarak düzgün bir şekilde soyutlanabilir; başka bir deyişle, solucan deliğinin dışında gözlemlenebilir uzayda herhangi bir yolculuk olmadığında.
Yıldızlararası’nın tüyler ürpertici fon müziğine uygun şekilde tamamlanan öncü araştırma, bu görevi gerçekleştirmenin bir yolunu ortaya koyuyor.
“Karşı aktarım gerçekleştirilecekse, tamamen yeni bir kuantum bilgisayar türü inşa edilmelidir: alışverişi olmayan, iletişim kuran tarafların parçacık alışverişinde bulunmadığı bir bilgisayar,” dedi Hatim.
“Bunun aksine Henüz kimsenin nasıl inşa edileceğini bilmediği olağanüstü hızlanmalar vaat eden büyük ölçekli kuantum bilgisayarlar, en küçük ölçekte bile takassız kuantum bilgisayarların vaadi, karşı taşıma gibi imkansız görünen görevleri, uzayı dahil ederek mümkün kılmaktır. zamanın yanında temel bir şekilde.”
Bristol, Oxford ve York’taki önde gelen Birleşik Krallık kuantum uzmanlarıyla işbirliği içinde, laboratuvarda bu dünyaya ait olmayan bir solucan deliğini fiziksel olarak inşa etme planları şu anda devam ediyor.
“Yakın gelecekteki hedef, fiziksel olarak başarılı laboratuvarda bir solucan deliği var ve bu daha sonra rakip fiziksel teoriler, hatta kuantum yerçekimi teorileri için bir test ortamı olarak kullanılabilecek,” diye ekledi Hatim.
“Bu çalışma, multi-milyar girişimin ruhu içinde olacak. Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) ve Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN) gibi yeni fiziksel olaylara tanık olmak için var, ancak kaynakların çok azında. Umudumuz, nihai olarak fizikçiler, fizik meraklıları ve meraklıların daha yüksek boyutların varlığı da dahil olmak üzere evrenle ilgili temel soruları keşfetmeleri için yerel solucan deliklerine uzaktan erişim sağlamaktır.”
Tim Spiller, Kuantum Bilişim Teknolojileri Profesörü, şirketinde York Üniversitesi ve Birleşik Krallık Ulusal Kuantum Teknolojileri Programı Kuantum İletişim Merkezi Direktörü şunları söyledi: “Kuantum teorisi bize ilham vermeye ve bizi şaşırtmaya devam ediyor. Hatim’in karşı aktarım üzerine yaptığı son çalışma, deneysel gösteriye giden bir yolun ek bonusuyla bunun başka bir örneğini sunuyor.”
Bristol Üniversitesi’nde Optik İletişim Sistemleri Profesörü John Rarity şöyle dedi: “Klasik bir deneyim yaşıyoruz. aslında kuantum nesnelerinden inşa edilmiş bir dünya. Önerilen deney, tamamen ayrı kuantum parçacıklarının hiç etkileşime girmeden ilişkilendirilebileceğini gösteren bu temel kuantum doğasını ortaya çıkarabilir. Bir mesafedeki bu korelasyon daha sonra, kuantum bilgisini (kübitler) bir konumdan diğerine, bir parçacığın uzayı katetmesi gerekmeden taşımak için kullanılabilir ve bu da içinden geçilebilir bir solucan deliği olarak adlandırılabilecek bir şey oluşturur.”
Referans: “Kimden counterportation to local wormholes”, yazan Hatim Salih, 2 Mart 2023, Quantum Science and Technology.
DOI: 10.1088/2058-9565/ac8ecd
Araştırma, Mühendislik ve Fizik Bilimi Araştırma Konseyi (EPSRC).