Physiker erschaffen das kleinste vorstellbare Wurmloch

„Wir machen Unsicherheit zu einem Verbündeten und begrüßen sie“, sagte Dr. Spiropolou.

Um ihr volles Potenzial auszuschöpfen, bräuchten Quantencomputer Tausende von funktionierenden Qubits und eine weitere Million Qubits zur „Fehlerkorrektur“. Google hofft, dieses Ziel bis Ende des Jahrzehnts zu erreichen, so Hartmut Neven, Leiter des Quantum Artificial Intelligence Lab des Unternehmens in Venice, Kalifornien, der auch im Team von Dr. Spiropolou ist.

Der Caltech-Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman sagte einmal voraus, dass die letztendliche Verwendung dieser Quantenkraft darin bestehen könnte, die Quantenphysik selbst zu untersuchen, wie im Wurmloch-Experiment.

„Ich freue mich zu sehen, dass Forscher Feynmans Traum wahr werden lassen können“, sagte Dr. Nevin.

Das Wurmloch-Experiment wurde auf einer Kopie von Googles Computer Sycamore 2 durchgeführt, der 72 Qubits hat. Von diesen verwendete das Team nur neun, um die Menge an Interferenzen und Rauschen im System zu reduzieren. Zwei davon waren Referenz-Qubits, die im Experiment die Rolle der Ein- und Ausgabe spielten.

Die anderen sieben Qubits enthielten zwei Versionen des Codes, die eine „spärliche“ Version eines bereits einfachen Modells eines 3D-Universums namens SYK beschreiben, das nach seinen drei Schöpfern benannt ist: Super Sachdev von der Harvard University, Gino Yee von der Mississippi State University und Alexei Kitaev von Caltech. Beide SYK-Modelle sind in dieselben sieben Qubits gepackt. Im Experiment verhielten sich diese SYK-Systeme wie zwei schwarze Löcher, eines, indem es eine Nachricht in Unsinn umwandelte – das Quantenäquivalent zum Verschlucken – und das andere, indem es sie wieder ausstieß.

„Hier werfen wir ein Qubit“, sagte Dr. Laikin und bezog sich auf die Eingabenachricht – das Quantenanalog einer Kette von Einsen und Nullen. Dieses Qubit interagierte mit der ersten Kopie des SYK-Qubits; Seine Bedeutung verwandelte sich in ein zufälliges Rauschen und verschwand.

Dann, beim Ticken der Quantenuhr, verbanden sich die beiden SYK-Systeme und ein Schock negativer Energie ging vom ersten System zum zweiten über und entriegelte letzteres kurzzeitig.

Dann tauchte das Signal in seiner ursprünglichen, ungeordneten Form wieder auf – im neunten und letzten Qubit, das dem zweiten SYK-System zugeordnet ist, das das andere Ende des Wurmlochs darstellt.