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科幻变成现实：谷歌量子计算机悬铃木 成功实施了量子虫洞实验

2025-02-18 12:39:27阅读量：18 字体：大 中 小

《星际穿越》这部科幻电影展现了主人公穿越虫洞的壮丽画面，瞬间抵达数千光年外的星系，探索新的世界，甚至与另一时空的自己实现了交流。虽然电影中的虫洞是由高维生物创造的，但在现实中，人类尚未观测到宇宙中虫洞的存在。这引发了一个问题：虫洞是否真实存在？如果我们能制造虫洞，是否能够穿越时空？

科幻变成现实：谷歌量子计算机悬铃木 成功实施了量子虫洞实验

为了解开虫洞的奥秘，美国能源部科学办公室基础物理量子通信的首席研究员玛丽亚·斯皮罗普卢及其团队与谷歌展开了合作，通过谷歌旗下的量子计算机“悬铃木”，首次实验性地构建了虫洞，实现了量子纠缠态的空间传送。

虫洞的概念最早由奥地利物理学家Ludwig Flamm于1916年提出。随后，1930年，艾琳斯特和罗森通过研究引力场方程，找到了虫洞的解，因此虫洞也被称为“爱因斯坦-罗森桥”。虫洞被视为宇宙中的捷径，允许物体瞬间实现空间转移。

在深入探讨虫洞之前，让我们了解一下黑洞和白洞。黑洞以其巨大的质量和密度而闻名，根据万有引力定律，它的引力相当强大，足以扭曲周围的时空。黑洞的逃逸速度高于光速，根据爱因斯坦的广义相对论，任何有质量的物体都无法达到或超越光速。因此，任何进入黑洞视界的物体都会被吞噬。


白洞则与黑洞的性质完全相反，它将物质从天体中释放出来，具有排斥力。但问题是，黑洞吞噬的物体去了哪里？白洞喷发的物质又从何而来？虫洞在这一过程中扮演了重要的角色，充当通道，使黑洞吞噬的物质通过虫洞最终由白洞释放出来。

之前的研究表明，虫洞可能与量子纠缠存在某种关联，量子纠缠是一种神奇的物理现象，两个纠缠的量子粒子，无论它们之间的距离有多远，都可以瞬间互相影响，无论时间和距离如何改变。虫洞与量子纠缠具有相似之处，都能够无视距离。

2013年，哈佛大学的丹尼尔·杰夫斯教授提出一个想法，通过推测的对偶性，可以通过调整纠缠模式来设计虫洞。这意味着，通过耦合纠缠粒子，可以在两个粒子之间创建虫洞。在2016年，杰夫斯教授及其学生成功完成了这一实验，证明了通过量子纠缠粒子可以打开通向虫洞的口，从而实现量子位的穿越。


虫洞的研究在量子计算机上取得了重要突破。通过谷歌的悬铃木量子计算机和简化版的SKY系统，研究团队成功观察到量子位信息在虫洞中的传送。虽然这构建的虫洞与我们通常理解的虫洞有所不同，但它们共享相似的动力学行为，允许信息通过量子系统实现空间转移。

虫洞的研究和实验成果表明，无论是从量子力学的角度还是广义相对论的角度，虫洞都代表了一种空间穿越的可能性，为人类在未来的科学探索中开辟了新的前景。虽然虫洞仍然是一个复杂而神秘的领域，但我们的探索将不断前进，或许有朝一日，虫洞将成为连接不同时空的通道。

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