Le premier trou de ver a été créé à l’intérieur d’un ordinateur quantique

Le Premier Trou De Ver A été Créé à L'intérieur

Il s’agit d’un type particulier de tunnel qui, tout en ne traversant pas l’espace réel, a permis à une équipe de recherche américaine d’effectuer une téléportation quantique.

Illustration d'une expérience quantique étudiant les trous de ver / Crédit : Caltech

Illustration d’une expérience quantique étudiant les trous de ver / Crédit : Caltech

Les scientifiques ont, pour la première fois, développé une expérience quantique, qui a permis d’étudier la dynamique d’un type particulier de trou de ver. Sans traverser l’espace réel, le tunnel a permis d’effectuer une téléportation quantique, offrant un banc d’essai puissant pour examiner la possibilité de la gravité quantique, c’est-à-dire une théorie qui fournit une image unifiée de la gravité, qui façonne la structure de l’univers à l’échelle macroscopique, et la mécanique quantique, qui décrit les phénomènes typiques de l’échelle atomique et subatomique. « Nous avons trouvé un système quantique qui présente les propriétés clés d’un trou de ver gravitationnel mais qui est suffisamment petit pour être implémenté sur le matériel quantique d’aujourd’hui – ont expliqué Maria Spiropulu, chercheuse principale du programme de recherche Quantum Communication Channels for Fundamental Physics du US Department of Energy (QCCFP), et Shang-Yi Ch’en, professeur de physique au California Institute of Technology (Caltech) de Pasadena – . Ce travail est une étape vers un programme plus vaste de test de la physique de la gravité quantique à l’aide d’un ordinateur quantique”.
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Le tunnel spatio-temporel pour la « téléportation » quantique.

Les travaux, décrits en détail dans une étude publiée aujourd’hui sur natures, s’appuyait sur l’utilisation de l’ordinateur quantique Sycamore de Google pour simuler deux trous noirs dans le système, un de chaque côté d’un trou de ver, qui a été testé pour téléporter un message (en qubits, l’équivalent quantique d’un bit dans les ordinateurs conventionnels à base de silicium). Cela indique que les informations voyageant d’un point à un autre peuvent être décrites dans le langage de la gravité (trous de ver) et dans le langage de la physique quantique (intrication quantique), deux descriptions fondamentales et bien étudiées qui, cependant, semblent intrinsèquement incompatibles l’une avec l’autre. .

L’idée que les trous de ver et la physique quantique, en particulier l’intrication quantique (un phénomène dans lequel deux particules peuvent rester connectées sur de grandes distances), peuvent avoir un lien a été proposée pour la première fois dans la recherche théorique de Juan Maldacena et Leonard Susskind en 2013. En 2017, Jafferis et ses collègues, Ping Gao et Aron Wall, ont étendu le concept aux trous de ver traversables de bout en bout. Des chercheurs ont montré que cette description gravitationnelle d’un trou de ver traversable équivaut à la téléportation quantique, un phénomène précédemment démontré expérimentalement avec le transport d’informations sur de longues distances via la fibre optique et dans les airs.

La nouvelle expérience a simplement exploré l’équivalence des trous de ver avec la téléportation quantique en insérant un qubit dans leur système et en surveillant les informations émergeant de l’autre côté. « L’information – ont souligné les savants – a voyagé par téléportation quantique ou, parlant dans le langage complémentaire de la gravité, des informations quantiques ont traversé le trou de ver traversable”.

« La relation entre l’intrication quantique, l’espace-temps et la gravité quantique est l’une des questions les plus importantes de la physique fondamentale et un domaine actif de la recherche théorique Spiropulu ajouté. Nous sommes ravis d’avoir fait ce petit pas vers le test de ces idées sur du matériel quantique et nous continuerons à le faire”.