Наш веб-сайт використовує файли cookie, щоб забезпечити ваш досвід перегляду та відповідну інформацію. Перш ніж продовжувати користуватися нашим веб-сайтом, ви погоджуєтеся та приймаєте нашу політику використання файлів cookie та конфіденційність. cookie та конфіденційність
Багато хто чув про наукову концепцію кротовини (або червоточини), яка передбачає можливість існування певних космічних структур, що викривлюють простір та час й дозволяють подорожувати швидше за світло. Ця ідея часто з'являється у попкультурі, наприклад, у фільмі "Інтерстеллар" та у серіалі "Стар Трек". У новому дослідженні фізик запропонував приголомшливий експеримент, який потенційно може створити першу в історії червоточину, яку можна пройти, тобто справжній міст через простір-час.
Деталі
На додаток до демонстрації того, що кротовини можуть існувати, спекулятивна техніка може відкрити абсолютно нові вікна в природу реальності, запропонувавши зазирнути всередину цих химерних просторово-часових тунелі і забезпечить форму телепортації, яку в наукових колах називають "контрпортацією".
Червоточини — це гіпотетичні структури, які можуть з’єднувати дві точки простору-часу. Ця особливість робить їх особливо популярними в науково-фантастичних історіях, які включають подорожі швидше за світло. Але червоточини також були темою серйозних наукових досліджень протягом століття, оскільки вони узгоджуються зі загальною теорією відносності Альберта Ейнштейна.
Попри те, що дослідники нещодавно зробили прорив із модельованими (або "голографічними") кротовинами, ніхто ніколи не генерував справжню в лабораторії або ідентифікував таку в космосі.
Тепер квантовий фізик і почесний науковий співробітник лабораторії технології квантової інженерії Брістольського університету Хатім Саліх представив потенційну дорожню карту для створення справжньої кротовини.
Саліх, який також є співзасновником стартапу DotQuantum, передбачає створення прохідної червоточини за допомогою спеціального типу квантового комп’ютера, який міг би представити "неспростовний доказ для існування основної фізичної реальності", відповідно до його нового дослідження в Quantum Science and Technology. Пояснюючи запропонований експеримент, Саліх зазначив:
Ключове значення полягає в тому, що він використовує сучасні технології та доступні на цей час компоненти. Сподіваюся, що протягом наступних трьох-чотирьох років ми побудуємо це.
Фундаментальною концепцією нового дослідження є "контрпортація", цей термін Саліх придумав зі слів "контрфактичний" і "транспортація". У той час як транспортна частина досить проста, контрфактичний компонент походить від концепції під назвою контрфактична комунікація, яка є способом надсилання повідомлень між двома точками без обміну жодними частинками. На простому прикладі з реального світу розглянемо неактивну лампочку двигуна автомобіля. Вона нічого не випромінює, але все одно повідомляє інформацію: ваш двигун у порядку. Це контрфактична комунікація.
Контрпортація дещо схожа на квантову телепортацію, яка відбувається на крихітних масштабах атомів. У квантовому світі частинка може дивним чином заплутатися з іншими частинками на величезних відстанях, дозволяючи їй передавати або телепортувати свою інформацію до інших частинок, фактично копіюючи себе десь ще перед тим, як зникнути зі свого початкового місця. Щоб продемонструвати квантову телепортацію в лабораторії, вчені повинні заплутати квантові об’єкти (наприклад, фотони), а потім розподілити їх у різні точки.
Контрпортація, навпаки, досягає такого ж безтілесного транспортування через простір, без налаштування попереднього заплутування. По суті, вчені посилають світло (яке є хвилею у квантовій сфері) через квантову систему, яка була заморожена у "вимкненому" стані постійним спостереженням, де воно потрапляє на детектори передбачуваним чином, замінюючи біти. Це дозволяє вченим реконструювати інформацію на іншому кінці, навіть не ввімкнувши його, не посилаючи електрику чи частинки. Іншими словами, це більше схоже на телепортацію, з якою ми знайомі в науковій фантастиці, коли об’єкти ніби зникають в одному місці та знову з’являються в іншому, без жодних ознак обміну частинками. Саліх пояснює:
Контрпортація дає вам кінцеву мету відновлення об’єкта в просторі, але ми можемо підтвердити, що нічого не сталося. Це є ключовим для інших важливих міркувань або наслідків, тому що якщо ми можемо точно сказати, що нічого не відбулося, тоді ми можемо розглянути деякі питання фізики, наприклад, в іншому світлі.
Саліх вперше почав розробляти свою концепцію зв’язку без обміну частинками десять років тому і з того часу вона була продемонстрована в лабораторних умовах. Цей експериментальний прорив був досягнутий групою вчених із Китаю, які змогли надіслати растрове зображення з одного місця в інше без будь-яких значущих обмінів частинками.
На хвилі цього успіху Саліх працював над застосуванням фреймворку до однієї з найбільш очікуваних технологій, що зараз розробляються: квантових обчислень.
Теоретично квантові комп’ютери можуть використовувати принципи квантової механіки, щоб перевершити швидкість обробки сучасних комп’ютерів у багато мільйонів разів, дозволяючи їм вирішувати низку завдань, які наразі неможливі.
Ці комп’ютери нового покоління побудовані навколо кубітів, які є квантовими бітами інформації, аналогічними двійковим бітам, які використовуються в існуючих комп’ютерах. У той час як більшість вчених розробляють квантові комп’ютери, які обмінюються частинками під час своїх обчислень, Саліх передбачає комп’ютер без обміну, який може досягти контрпортації, помістивши його в інший клас процесорів. Саліх зазначає:
Квантові обчислення мають одну головну мету: швидше. Ось і все. Це не швидше. Насправді це значно повільніше — це квантове обчислення без обміну. Ми не в цій грі. Що воно робить, так це те, що вхідні дані не взаємодіють один з одним, і тоді ви можете побачити ефекти, які не показують звичайні квантові обчислення.
Комп’ютер без обміну частинками потенційно міг би використати потужність контрпортації для створення проходимої червоточини, хоча цей міст працюватиме на суто локальному рівні. На відміну від вигаданих червоточин, експериментальна версія не дозволить миттєво подорожувати зі швидкістю, вищою за світло до віддалених місць, оскільки контрпортація відбувається набагато повільніше, ніж швидкість світла.
Однак, якщо припустити, що червоточину можна створити, це може дати можливість надсилати сигнали або об’єкти через справжній міст у просторі та часі. Така установка дасть змогу вченим досліджувати нашу фундаментальну реальність і навіть може запропонувати свого роду розповідь від першої особи про вид ізсередини справжньої червоточини.
Відправлення об’єктів або навіть свідомості штучного інтелекту крізь червоточину — це, очевидно, фантастична можливість, яка, по суті, перенесе весь жанр подорожей космосом у новий вимір. Однак знадобляться додаткові дослідження та експерименти, щоб побачити, чи може це бачення справжньої червоточини стати реальністю. З цією метою Саліх сподівається, що його проєкт одного разу зможе відкрити приголомшливу нову форму квантових обчислень із широким спектром наукових застосувань. Вчений підсумував:
Цей безобмінний квантовий комп’ютер суттєво відрізняється. Ми можемо використати його, щоб побудувати цю червоточину та використати її для вивчення галузей фізики, тому це потенційно може бути одним із перших практичних застосувань квантових обчислень.
Ми також повідомляли, що нове дослідження ядра Землі перевернуло розуміння про будову нашої планети. Нещодавно команда геофізиків з Австралійського національного університету виявила докази того, що насправді "серце" нашої планети — ядро може складатися з двох окремих шарів.
