但若是一段重力描述就单纯多了,该段讯息原样抵达另一端是因为它穿越了虫洞(the message arrives unscrambled on the other side because it has traversed the wormhole)」。

上述是这一期《Nature》杂志封面故事系列的「新闻与观点(News and Views)」(A holographic wormhole traversed in a quantum computer)一文当中,对 11 月 30 日登上封面的虫洞研究下的评语。

在「星舰迷航记(Star Trek)」或是比较近期的电影「星际效应(Interstellar)」当中,在现代影视、科幻作品很容易看到的虫洞概念,可以让太空船(或星舰)在转瞬间穿越庞大空间,完成时空旅行。

「虫洞」简言之,可设想一组仅生存在某颗苹果表面的蚂蚁,原本要从苹果的 A 点抵达 B 点需要沿着苹果表皮爬行过去。虫洞就像是从 A 点贯穿苹果内部到达 B 点的一条捷径,它原本不存在於蚂蚁生存的世界,但若开启这条通路(像是虫蛀咬穿苹果的洞),蚂蚁就可以更快速在 A、B 点之间穿梭。

所以我们很快就可以搭乘猎户座太空船(Orion)、或是马斯克(Elon Musk)的星舰(Starship)抵达遥远的深空,开始建设地球外殖民地了吗?

「从实验上来说,我会告诉你那还非常、非常遥远」。加州理工学院(Caltech)的物理学家、也是论文共同作者 Maria Spiropulu 在线上记者会表示。「人们跑来问我,是否会把我的狗放进虫洞里?答案是『不』!那还差得远了(That’s a huge leap)」。

科学家看到了什麽?

研究人员使用 Google 的量子电脑「Sycamore」成功创造出一个「全像的(holographic)」虫洞,让资讯穿越。为什麽是全像?

对於 Spiropulu 与团队而言,在他们的作业中,「全像」的词意不若一般人想像的 3D 虚拟影像,而比较接近意指「一个系统是另一个系统的『代理 proxy』」。特别是在 Sycamore 量子电脑中,有数个量子位元(qubits)的缠结(entanglement)是空间中一个真实物理虫洞的替身(stand-in)。

研究人员并非使用虫洞去连结两个黑洞,而是在一台量子电脑的「两半」、创造出一种纠缠态(entangled state,一种量子力学现象,两者即使距离遥远也仍具有不可分性,彼此沟通)、并且在此之间发送讯息。讯息在进入系统时遭到扰乱(scrambled),接着通过缠结,在另一端恢复原样(unscrambled)。

团队由这个量子模型确认他们的全像虫洞已经被穿越了。

另一名共同作者,也是美国费米实验室(Fermilab,Fermi National Accelerator Laboratory,费米国立加速器实验室)的物理学家 Joseph Lykken 比喻,「它看起来像只鸭子、它走路像鸭子、它的叫声像鸭子。就像这样(我们会说那是只鸭子),我们可以说我们所看到的一些性质,它看起来是个虫洞」。

研究人员也指出,尽管出现了一个可被穿越的虫洞,是源自於在量子处理器使用了量子代码传送量子讯息,但在实验中,物理空间并未出现时空间的断裂(rupture)。

「我们站在不确定性的那一方,并且接纳它」。Spiropulu 这样说。

核稿编辑:Anny

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