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人類首次用量子計算機模擬全息蟲洞
量子物理與廣義相對論“相看兩厭”的局面，幾乎是被理論物理學(xué)界所公認(rèn)，而量子引力卻在嘗試將這二者“調(diào)和”。英國《自然》雜志發(fā)表的一篇論文首次報道了利用一臺量子處理器對全息蟲洞進行量子“模擬”。此次演示使用的是谷歌的“懸鈴木”(Sycamore)處理器，這一成果代表著人們距離在實驗室研究量子引力的目標(biāo)又近了一步。
廣義相對論描述的是高能或高物質(zhì)密度的物理世界，比如天體物理對象；而量子力學(xué)描述的則是原子和亞原子水平上的物質(zhì)。量子引力則是一種假設(shè)的物理理論，描述的是與這兩類情況都相關(guān)的對象，譬如人們迄今仍無法窺其真貌的黑洞的內(nèi)部。
不過，量子力學(xué)與廣義相對論在根本上是不相容的。可以說，當(dāng)前理論物理學(xué)最深奧的問題之一就是調(diào)和廣義相對論以及量子力學(xué)。因此對于量子引力的理論，目前科學(xué)界尚未達(dá)成共識。
全息原理被認(rèn)為是連接不同理論的一種方式，這一理論或許有潛力幫助調(diào)和量子力學(xué)和廣義相對論，它利用一個受限的物理系統(tǒng)，將相對論解釋為量子物理學(xué)的擴展。
根據(jù)全息原理，美國加州理工學(xué)院科學(xué)家瑪利亞·斯皮羅普路、霍特尼·卡爾文及他們的同事，此次設(shè)計了一個簡單系統(tǒng)，用來模擬一個全息蟲洞。在這里，經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計的量子系統(tǒng)的性質(zhì)，也符合引力系統(tǒng)所該有的性質(zhì)。
該量子模擬利用一臺量子計算機進行，有一個9量子比特的電路。量子比特在這臺處理器上傳輸時的動力學(xué)特征與量子比特穿過可穿越蟲洞時所該有的動力學(xué)特征相同。
在同時發(fā)表的新聞與觀點文章中，斯坦福大學(xué)科學(xué)家亞當(dāng)·布朗表示，該實驗首次演示了今后使用量子計算機測試量子引力理論的潛在可行性。
（記者 張夢然）- 原標(biāo)題：助力量子引力“調(diào)和”現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域最大矛盾 人類首次用量子計算機模擬全息蟲洞
- 責(zé)任編輯: 房佶宜
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