In un lavoro pubblicato su Nature, i ricercatori sono stati in grado di eseguire la prima simulazione quantistica di un wormhole olografico utilizzando un processore quantistico, purtroppo però, come anche ovvio, non hanno creato un tunnel attraverso lo spazio e il tempo, ma sono stati in grado di creare una configurazione quantistica che si comporta proprio come una particella che viaggia attraverso un wormhole, e questo approccio potrebbe essere prezioso per superare gli attuali limiti della fisica.
Se non lo sapessi, un wormhole, noto anche come ponte di Einstein-Rosen, è una soluzione teorica della relatività generale, che è la nostra attuale migliore comprensione della gravità, ma sappiamo che per come vanno le teorie, la relatività è limitata, e non funziona davvero con la meccanica quantistica. Colmare queste due teorie è uno degli obiettivi principali della fisica moderna, e un modo per farlo è con una teoria chiamata gravità quantistica.
Ma come aiuterebbe una simulazione quantistica di un wormhole?
Tra i vari capisaldi della gravità quantistica vi è il cosiddetto principio olografico, e proprio come un ologramma utilizza le informazioni in due dimensioni per creare l’aspetto di un oggetto tridimensionale, il principio sostiene che nella gravità quantistica è possibile comprendere le proprietà di un oggetto tridimensionale studiando gli effetti su un confine dimensionale inferiore, pertanto la simulazione quantistica di un wormhole può semplificare molti problemi.
Questo perché uno di questi problemi sono i wormhole, e sebbene nella relatività generale la matematica consente l’esistenza di questi elementi, richiedono energia negativa, qualcosa che non è stato trovato in fisica, ma il lavoro teorico svolto sulla gravità quantistica ha trovato somiglianze tra i wormhole e un processo chiamato teletrasporto quantistico, ed è molto più facile realizzare una simulazione quantistica di un wormhole se lo si trasmorma in uno olografico.
Questa connessione ha consentito il primo test di gravità quantistica su un vero computer quantistico, il processore Google Sycamore. Il sistema utilizza nove qubit, bit quantistici, le unità di informazioni di base utilizzate per eseguire calcoli nei computer quantistici, dove un qubit è stato teletrasportato attraverso il processore in un modo che equivaleva a viaggiare attraverso un wormhole attraversabile in due dimensioni.
“Abbiamo trovato un sistema quantistico che mostra le proprietà chiave di un wormhole gravitazionale ma è sufficientemente piccolo per essere implementato sull’hardware quantistico di oggi”
ha detto in una nota l’autrice senior, la professoressa Maria Spiropulu, del Caltech, la quale ha poi in seguito aggiunto:
“Questo lavoro costituisce un passo verso un programma più ampio di test della fisica della gravità quantistica utilizzando un computer quantistico. Non sostituisce le sonde dirette della gravità quantistica allo stesso modo di altri esperimenti pianificati che potrebbero sondare gli effetti della gravità quantistica in futuro utilizzando il rilevamento quantistico, ma offre un potente banco di prova per esercitare idee sulla gravità quantistica».
Il team ammette che la rappresentazione del wormhole è approssimativa, ma è un passo avanti nella creazione di modi per studiare la gravità quantistica. I ricercatori intendono basarsi su questo, sia in termini di hardware utilizzato, sia in termini di migliore comprensione teorica del problema della gravità quantistica simulato.
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