物理学では、ある場所から別の場所への情報の伝達は、通常、粒子またはエネルギーの伝達によって実現されます。しかし、最近の研究では、粒子やエネルギーを交換せずに情報を伝達できる方法である反事実コミュニケーションが検討されています。このアイデアは最初は直感に反するように思えるかもしれませんが、人工ワームホール開発のテンプレートとして機能する可能性があります。
反事実のワームホール
物理モデルと数学モデルのコンテキストでは、すべてが明確な測定に基づいているわけではありません。特に量子力学では、いわゆる反事実的確実性などの手段を使用することが非常に重要な場合があります。簡単に言うと、何かが存在しないことから特定のアクティビティを推測できると想定しています。
反事実確実性 (CFD)という用語は、統計計算の文脈において、測定されていない結果を測定された結果と同等の立場で扱う能力を指します。これは、光量子、つまり光子を粒子として測定した場合でも、波として測定した場合に得られる結果を CFD を使用して受け入れることができることを意味します。
ただし、反事実の原理は測定だけでなく、物理的な出来事にも適用できます。反事実量子通信分野の第一人者であるブリストル大学のハティム・サリフ氏のプロジェクトに関連すると、これは、情報を転送せずに情報を転送できなければならないことを意味します。
カウンタポートと量子ビットの
この物理学者は、一種の交換不要通信の背後にある物理学をテストするための実験計画を提案しました。彼は自分のコンセプトを「カウンターポーテーション」と呼び、それを使って人工的なワームホールを作成したいと考えています。この提案では、量子ビットを使用して、相互にやり取りすることなく、ある場所から別の場所に情報を送信します。
ビットは状態 1 と状態 0 のみを区別しますが、量子ビットは同時に状態 1、0、および他の 2 つの状態にあります。これは、測定によって確実に区別できる状態が 2 つだけであることを意味します。
「これは私たちが数年間にわたって取り組んできたマイルストーンです」とサリフ氏は説明します。 「それは、時空の本質など、宇宙の永遠の謎を再探求するための理論的かつ実践的な枠組みを提供します。」
「全く新しいタイプの量子コンピュータ」が求められる
サリフ氏のこれまでの研究では、光がスプリッターと検出器の複雑なアレイによって分離されることが示されています。情報を運ぶ粒子がないにもかかわらず、情報は目的地に到着します。物理学者の提案は、2013年に発表された理論的プロトコルに基づく新しい計算方法です。
テレポーテーションは量子状態をある場所から別の場所に転送する実証済みの手段ですが、カウンターポーテーションは、テレポーテーションと同様に量子情報の転送をもたらす反事実通信の量子形式です。ただし、この場合、これは追加の努力なしで行われます。
提案された方法は、特殊なタイプのアインシュタイン ローゼン ブリッジ (ER) またはワームホールを利用し、絡み合ったオブジェクト間の重なりまたは接続を表すと想定されます。サリフ氏は新しい研究の中で、このタイプの局所的なワームホールが逆転移が起こる媒体である可能性があると述べている。
「カウンターポーテーションが実現するには、全く新しいタイプの量子コンピューター、つまり通信相手が粒子を交換しない交換不要のコンピューターを構築する必要があります」とハティム氏は言う。 「速度の大幅な向上が期待され、まだ誰も構築方法を知らない大規模な量子コンピューターとは異なり、交換不要の量子コンピューターは、たとえ最小規模であっても、逆転移などの一見不可能なタスクを実現できると期待されています。時間だけでなく空間を根本的に組み込むことで可能になるのです。」
物理学者は「実験室にワームホール」を作りたいと考えています。
ワームホールの存在はブラック ホールと関連して理論化されていますが、より小さなスケールでのもつれ現象も記述している可能性があります。 「近い将来の目標は、このようなワームホールを実験室に物理的に構築し、競合する物理理論、さらには量子重力のテストベッドとして使用できるようにすることです」とハティム氏は付け加えた。
ワームホールが実際に存在する場合、その説明は物質の基本的な性質に関する私たちの知識のギャップを埋めるのに役立つ可能性があります。