نخستین شبیه‌سازی کرمچاله با کامپیوتر‌های کوانتومی

صدا و سیما شنبه 12 آذر 1401 - 18:27
پژوهشگران برای نخستین‌بار با استفاده از کامپیوتر سیکامور گوگل یک کرمچالهٔ ساده را شبیه‌سازی و تکه‌ای اطلاعات کوانتومی را وارد آن کرده‌اند.
نخستین شبیه‌سازی کرمچاله با کامپیوتر‌های کوانتومیبه گزارش خبرگزای صدا و سیما؛ یک کرمچاله هولوگرافیک برای اولین‌بار با یک کامپیوتر کوانتومی شبیه‌سازی شده است. در این اینجا، کلمه «هولوگرافیک» به راهی برای ساده‌سازی مسائل فیزیکی مرتبط با مکانیک کوانتوم و گرانش اشاره دارد، نه یک هولوگرام واقعی؛ شبیه‌سازی‌هایی مانند این می‌توانند به ما کمک کنند تا یاد بگیریم چگونه این دو مفهوم را در یک نظریه گرانش کوانتومی ترکیب کنیم که احتمالاً سخت‌ترین و مهم‌ترین مسئله فیزیک در حال حاضر است.
هم مکانیک کوانتومی که بر دنیای بسیار ریز حکمرانی می‌کند و هم نسبیت عام که گرانش و دنیای بسیار بزرگ را توصیف می‌کند، در قلمرو‌های خود بسیار موفق هستند، اما این دو نظریه بنیادی با یکدیگر سازگاری ندارند. این ناسازگاری خصوصاً در حوزه‌هایی که هر دو نظریه باید کارایی خود را باهم نشان دهند، نمود پیدا می‌کند؛ موضوعاتی از جمله درون و اطراف سیاهچاله‌ها.
این حوزه‌ها به‌شدت پیچیده هستند و اینجاست که هولوگرافی وارد بازی می‌شود. این روش به فیزیکدانان اجازه می‌دهد یک سیستم کمتر پیچیده بسازند که معادل سیستم اصلی است؛ همان‌طور که یک هولوگرام دو‌بعدی می‌تواند جزئیات سه‌بعدی را نشان دهد.
«ماریا اسپیروپولو» (Maria Spiropulu) در انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا و همکارانش از کامپیوتر کوانتومی سیکامور (Sycamore) گوگل برای شبیه‌سازی یک کرمچاله هولوگرافیک - تونلی در فضا-زمان با دو سیاهچاله در دو انتهای خود - استفاده کرده‌اند. آن‌ها نوعی کرمچاله را طراحی کرده‌اند که یک پیام می‌تواند به‌طور تئوری از آن عبور کند و فرایند سفر این پیام را ارزیابی کرده‌اند.
در یک کرمچاله واقعی، این سفر عمدتاً توسط گرانش دستخوش تغییر می‌شود، اما کرمچاله هولوگرافیک اثرات کوانتومی را با گرانش جابه‌جا می‌کند تا نسبیت را از معادلات حذف و سیستم را ساده کند.
این یعنی وقتی پیام از درون کرمچاله عبور می‌کند، درواقع دچار یک دورفرستی کوانتومی می‌شود؛ فرایندی که در آن اطلاعات مربوط به حالت‌های کوانتومی را می‌توان بین دو ذره درهم‌تنیده کوانتومی منتقل کرد.
اسپیروپولو گفت: سیگنال درهم می‌پیچد، از ریخت می‌افتد، به آشوب تبدیل می‌شود و سپس مرتب شده و کاملاً دست‌نخورده در سمت دیگر ظاهر می‌شود. حتی در این سیستم کوچک می‌توانستیم کرمچاله را سرپا کنیم و همان چیزی را که انتظار داشتیم، ببینیم.
این به علت درهم‌تنیدگی کوانتومی بین دو سیاهچاله رخ می‌دهد که اطلاعاتی که وارد یک انتهای کرمچاله می‌شود، در انتهای دیگر حفظ شود. این فرایند یکی از دلایلی است که یک کامپیوتر کوانتومی برای این نوع آزمایش مفید است.
شبیه‌سازی تنها از ۹ کیوبیت استفاده کرد و رزولوشن بسیار پایینی داشت. مانند تصویری که از یک پرنده در دوردست گرفته شده باشد، این شبیه‌سازی نیز همان شکل کلی اطلاعات فرستاده‌شده را داشت؛ اما شبیه‌سازی باید با دقت تنظیم می‌شد تا خصوصیات یک کرمچاله را نشان دهد.
در‌نهایت شباهت شبیه‌سازی به یک کرمچاله واقعی نشان می‌دهد که شاید بتوان از کامپیوتر‌های کوانتومی برای فرموله‌کردن و تست ایده‌های مربوط به گرانش کوانتومی و حتی شاید فهم آن استفاده کرد.

منبع خبر "صدا و سیما" است و موتور جستجوگر خبر تیترآنلاین در قبال محتوای آن هیچ مسئولیتی ندارد. (ادامه)
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت تیترآنلاین مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویری است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هرگونه محتوای خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.