Hoewel natuurkundigen geen wormgat in een laboratoriumomgeving hebben gecreëerd, toont een recent experiment uitgevoerd door onderzoekers van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) belangrijke vooruitgang aan bij het simuleren van kwantumfenomenen. Het experiment omvat het concept van wormgaten, maar het opereert op het gebied van kwantumsimulatie, in plaats van het creëren van fysieke wormgaten in de ruimtetijd.

Hier volgt een uitleg van het experiment en de betekenis ervan:

Kwantumsimulatie:

Het gebied van kwantumsimulatie heeft tot doel gecontroleerde omgevingen te creëren die complexe kwantumsystemen nabootsen. Deze simulaties hebben het potentieel om ons begrip van de fundamentele kwantumfysica te vergroten, kwantumtechnologieën te helpen ontwikkelen en voorheen ontoegankelijke verschijnselen te onderzoeken.

Kunstmatige wormgatsimulatie:

In het USTC-experiment gebruikten de onderzoekers gevangen ionen om een ​​vereenvoudigd model van een kwantumwormgat te simuleren. Wormgaten zijn hypothetische tunnels in de ruimtetijd die twee verre punten in het universum met elkaar kunnen verbinden. Het experiment creëerde echter geen echt wormgat in het weefsel van de ruimtetijd.

Kwantumverstrengeling:

Het belangrijkste aspect van het experiment ligt in het aantonen van het fenomeen kwantumverstrengeling, waarbij deeltjes met elkaar verbonden raken en hun toestanden gecorreleerd zijn op een manier die niet kan worden verklaard door de klassieke natuurkunde. In het experiment creëerden de onderzoekers een specifiek type verstrengeling tussen ionen die leek op bepaalde eigenschappen die verband houden met doorkruisbare wormgaten in de ruimtetijd.

Informatieoverdracht simuleren:

De verstrengelde ionen werden vervolgens gemanipuleerd om de overdracht van kwantuminformatie via het gesimuleerde wormgat te onderzoeken. Dit proces omvatte het verzenden van kwantuminformatie van het ene ion naar het andere via het verstrengelde netwerk, waardoor de onderzoekers het gedrag van kwantuminformatie konden bestuderen in een gecontroleerde omgeving die wormgatachtige kenmerken vertoonde.

Betekenis:

Hoewel het experiment niet gepaard gaat met het creëren van fysieke wormgaten, vertegenwoordigt het een belangrijke stap voorwaarts in kwantumsimulaties van complexe verschijnselen. Door kenmerken te simuleren die zijn geïnspireerd door wormgaten, krijgen onderzoekers inzicht in het gedrag van verstrengelde kwantumsystemen, wat gevolgen zou kunnen hebben voor het begrijpen van kwantumzwaartekracht en het verkennen van nieuwe wegen in kwantumcomputers en kwantumcommunicatie.

Concluderend laat het experiment bij USTC aanzienlijke vooruitgang zien op het gebied van kwantumsimulaties, maar het creëert niet direct wormgaten in het laboratorium. In plaats daarvan onderzoekt het de eigenschappen van kwantumverstrengeling in een gesimuleerde omgeving die inspiratie haalt uit de wormgatfysica en waardevolle inzichten oplevert in het gedrag van kwantumsystemen en potentiële toepassingen in toekomstige kwantumtechnologieën.