Observan la dinámica del agujero de gusano con un ordenador cuántico
Científicos de Caltech han desarrollado, por primera vez, un experimento cuántico que les permite estudiar la dinámica o el comportamiento de un tipo especial de agujero de gusano teórico.
El experimento no ha creado un agujero de gusano real (una ruptura en el espacio y el tiempo), sino que permite a los investigadores investigar las conexiones entre los agujeros de gusano teóricos y la física cuántica, una predicción de la llamada gravedad cuántica. La gravedad cuántica se refiere a un conjunto de teorías que buscan conectar la gravedad con la física cuántica, dos descripciones fundamentales y bien estudiadas de la naturaleza que parecen inherentemente incompatibles entre sí.
"Encontramos un sistema cuántico que exhibe propiedades clave de un agujero de gusano gravitacional, pero que es lo suficientemente pequeño como para implementarlo en el hardware cuántico actual", dice en un comunicado Maria Spiropulu, investigadora principal del programa QCCFP (Quantum Communication Channels for Fundamental Physics) y profesora de Física en Caltech.
"Este trabajo constituye un paso hacia un programa más amplio para probar la física de la gravedad cuántica utilizando una computadora cuántica. No sustituye a las pruebas directas de la gravedad cuántica de la misma manera que otros experimentos planificados que podrían probar los efectos de la gravedad cuántica en el futuro utilizando la detección cuántica, pero ofrece un poderoso banco de pruebas para ejercitar ideas de gravedad cuántica".
La investigación se publica en la revista Nature.
Los agujeros de gusano son puentes entre dos regiones remotas en el espacio-tiempo. No se han observado experimentalmente, pero los científicos han teorizado sobre su existencia y propiedades durante cerca de 100 años. En 1935, Albert Einstein y Nathan Rosen describieron los agujeros de gusano como túneles a través del tejido del espacio-tiempo de acuerdo con la teoría general de la relatividad de Einstein, que describe la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo. Los investigadores llaman a los agujeros de gusano puentes de Einstein-Rosen por los dos físicos que los invocaron, mientras que el término "agujero de gusano" fue acuñado por el físico John Wheeler en la década de 1950.
La noción de que los agujeros de gusano y la física cuántica, específicamente el entrelazamiento (un fenómeno en el que dos partículas pueden permanecer conectadas a través de grandes distancias), pueden tener una conexión fue propuesta por primera vez en una investigación teórica por Juan Maldacena y Leonard Susskind en 2013.
El presente trabajo explora la equivalencia de los agujeros de gusano con la teletransportación cuántica. El equipo dirigido por Caltech realizó los primeros experimentos que prueban la idea de que la información que viaja de un punto del espacio a otro puede describirse en el lenguaje de la gravedad (los agujeros de gusano) o en el lenguaje de la física cuántica (entrelazamiento cuántico).
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