12月1日，一些科學家在《自然》雜志上刊文稱，為了研究量子物理學和廣義相對論之間的關系，他們用量子處理器造出了一個「蟲洞」。
當然，這個「蟲洞」并不存在于現實世界里，而是一個「模型」。
一次針對「可穿越蟲洞」的量子實驗。A. Mueller
「蟲洞」是連接不同時空的「橋梁」，或「捷徑」。其概念源自愛因斯坦的廣義相對論。為了研究「蟲洞」的動力學特點，以美國能源部科學辦公室基礎物理學量子通信首席研究員瑪麗亞·斯皮羅普盧為首的一個科研團隊，近日使用谷歌的量子處理器，為「蟲洞」建了一個模型。通過這個模型，科學家可以探索量子物理學和廣義相對論之間的關系。
這個模型讓研究人員發現，「蟲洞」的行為方式，可以同時從量子物理學和廣義相對論兩個角度進行解釋。它為科學家在實驗室里探究量子引力論提供了一種強有力的方式。
愛因斯坦的廣義相對論擅長解釋巨觀宇宙，而量子物理學專注于展現神奇的亞原子微觀世界。但是這兩個偉大的理論卻無法統一在一起。原因在于量子物理學在微觀尺度上沒有給出針對引力的解釋——而引力是廣義相對論的重點。由此科學家一直在追求獲得一種「量子引力論」。且這種「量子引力論」同時也是獲得所謂「萬物理論」的關鍵。
「蟲洞」的概念是愛因斯坦和物理學家內森·羅森一起提出來的，因此又常被稱為「愛因斯坦-羅森橋」。它是一種時空中的隧道。自上世紀50年代黑洞專家約翰·惠勒稱之為「蟲洞」后，「蟲洞」的叫法逐漸流行。
此前的研究顯示，「蟲洞」和量子糾纏之間存在著某種關聯。量子糾纏是一種量子物理現象，表現為兩個粒子無論相距多遠，即便分處宇宙的兩端，都能在瞬間針對另一個粒子的行為作出反應。而「蟲洞」等價于量子糾纏，因為它們都可以用「超距離聯系」進行解釋。
有科學家認為，一種排斥性的「負能量」能夠將「蟲洞」維持在打開的狀態，使之保持「可穿越性」。這就是所謂的「可穿越蟲洞」。而「可穿越蟲洞」這個概念與量子物理學中的「量子傳送」非常相似。「量子傳送」是指利用「量子糾纏」原理，用光纖或無線的方式傳送信息。
在此次實驗中，人員針對「蟲洞」和「量子傳送」之間可能存在的聯系進行了探索，并嘗試了同時用廣義相對論語言和量子物理學語言描述點對點信息傳送的可能性。
研究人員開發了一種所謂的Sachdev–Ye–Kitaev量子系統，并使之與另外一個這樣的系統發生糾纏，從而建立了一個擁有引力特性的模型。
在谷歌的Sycamore量子處理器上，研究人員觀察到這個模型能夠產生「蟲洞」般的動力學特征。實驗中，當研究人員向其中一個量子系統引入一個量子比特后，信息出現在了另外一個量子系統中。
如果我們使用量子物理學的語言來解釋這一現象，那麼它意味著信息從一個量子系統，通過「量子傳送」的方式進入了另一個系統；而假如我們用廣義相對論的語言來解釋，那麼這是一次穿越「蟲洞」的旅行。
研究人員還發現，只有用排斥性的「負能量」，才能撐開模型中的時空橋。而這就是「可穿越蟲洞」的關鍵特性。
實驗是在高保真的谷歌量子處理器上實現的。未來研究人員計劃將測試轉移到更復雜的量子電路上。
