《星際穿越》這部科幻電影展現(xiàn)了主人公穿越蟲洞的壯麗畫面，瞬間抵達數(shù)千光年外的星系，探索新的世界，甚至與另一時空的自己實現(xiàn)了交流。雖然電影中的蟲洞是由高維生物創(chuàng)造的，但在現(xiàn)實中，人類尚未觀測到宇宙中蟲洞的存在。這引發(fā)了一個問題：蟲洞是否真實存在？如果我們能制造蟲洞，是否能夠穿越時空？
為了解開蟲洞的奧秘，美國能源部科學辦公室基礎(chǔ)物理量子通信的首席研究員瑪麗亞·斯皮羅普盧及其團隊與谷歌展開了合作，通過谷歌旗下的量子計算機“懸鈴木”，首次實驗性地構(gòu)建了蟲洞，實現(xiàn)了量子糾纏態(tài)的空間傳送。
蟲洞的概念最早由奧地利物理學家Ludwig Flamm于1916年提出。隨后，1930年，艾琳斯特和羅森通過研究引力場方程，找到了蟲洞的解，因此蟲洞也被稱為“愛因斯坦-羅森橋”。蟲洞被視為宇宙中的捷徑，允許物體瞬間實現(xiàn)空間轉(zhuǎn)移。
在深入探討蟲洞之前，讓我們了解一下黑洞和白洞。黑洞以其巨大的質(zhì)量和密度而聞名，根據(jù)萬有引力定律，它的引力相當強大，足以扭曲周圍的時空。黑洞的逃逸速度高于光速，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，任何有質(zhì)量的物體都無法達到或超越光速。因此，任何進入黑洞視界的物體都會被吞噬。
白洞則與黑洞的性質(zhì)完全相反，它將物質(zhì)從天體中釋放出來，具有排斥力。但問題是，黑洞吞噬的物體去了哪里？白洞噴發(fā)的物質(zhì)又從何而來？蟲洞在這一過程中扮演了重要的角色，充當通道，使黑洞吞噬的物質(zhì)通過蟲洞最終由白洞釋放出來。
之前的研究表明，蟲洞可能與量子糾纏存在某種關(guān)聯(lián)，量子糾纏是一種神奇的物理現(xiàn)象，兩個糾纏的量子粒子，無論它們之間的距離有多遠，都可以瞬間互相影響，無論時間和距離如何改變。蟲洞與量子糾纏具有相似之處，都能夠無視距離。
2013年，哈佛大學的丹尼爾·杰夫斯教授提出一個想法，通過推測的對偶性，可以通過調(diào)整糾纏模式來設(shè)計蟲洞。這意味著，通過耦合糾纏粒子，可以在兩個粒子之間創(chuàng)建蟲洞。在2016年，杰夫斯教授及其學生成功完成了這一實驗，證明了通過量子糾纏粒子可以打開通向蟲洞的口，從而實現(xiàn)量子位的穿越。
蟲洞的研究在量子計算機上取得了重要突破。通過谷歌的懸鈴木量子計算機和簡化版的SKY系統(tǒng)，研究團隊成功觀察到量子位信息在蟲洞中的傳送。雖然這構(gòu)建的蟲洞與我們通常理解的蟲洞有所不同，但它們共享相似的動力學行為，允許信息通過量子系統(tǒng)實現(xiàn)空間轉(zhuǎn)移。
蟲洞的研究和實驗成果表明，無論是從量子力學的角度還是廣義相對論的角度，蟲洞都代表了一種空間穿越的可能性，為人類在未來的科學探索中開辟了新的前景。雖然蟲洞仍然是一個復雜而神秘的領(lǐng)域，但我們的探索將不斷前進，或許有朝一日，蟲洞將成為連接不同時空的通道。
