Simulovaná červí díra. Kredit: Gallery of Space Time Travel / Philippe E. Hurbain.

Když je řeč o červích dírách, lidé si obvykle představí bizarní kosmickou loď prolétající fantaskním prostorem ke Gargantuovi nebo třeba Ďáblovou řití ze Sakaaru. Červí díry ve kvantových výpočtech jsou o něco méně bombastické, ale zato na dosah ruky.

Kvantový inženýr Hatim Salih z britské University of Bristol přichází se zajímavým kvantovým průlomem, který představuje první prakticky použitelný návod na vytvoření laboratorních červích děr. Kosmická loď jimi sice neproletí, ale podle všeho mohou překlenout prostor a posloužit jako podivuhodné sondy do přediva vesmíru.

Hatim Salih. Kredit: H. Salih.

Salih navrhl postup, jak zrekonstruovat qubit napříč prostorem, aniž by přitom došlo k přenosu nějakých částic. Očekává, že s tímto novým přístupem bude možné vyzvat některé ze záhad vesmíru, jako je například skutečná podstata časoprostoru.

Jde o kontrafaktuální nehmotný transport neznámého qubitu, neboli, jak Salih elegantně říká „counterportation.“ O těchto kvantových kouzlech nejspíš ještě uslyšíme. Autor tohoto textu navrhuje v češtině používat zvučně znějící kontraportaci a tuší velký potenciál, nejen pro science-fiction. Lingvisté časopisu Vesmír @lingvojazyce zaujali příznivé stanovisko, za což jim náležejí velké díky.

Logo. Kredit: University of Bristol.

Komunikaci si až doposud všichni představovali tak, že založená na detekovatelných nosičích informace, jako jsou například fotony, které protékají optickým kabelem. Platí to i o klasické kvantové teleportaci, která sehrála klíčovou roli například v nedávné simulaci červí díry na kvantovém procesoru Sycamore.

Kontraportace se ale podle Saliha zásadně liší. Dosahuje sice klíčového cíle teleportace, tedy nehmotného přenosu objektu, ale provádí to bez účasti jakýchkoliv detekovatelných nosičů informace. Zní to dost šíleně, ale pokud se kontraportaci podaří realizovat, mohl by vzniknout kvantový počítač nového typu (exchange-free quantum computer), v němž bude probíhat komunikace bez fyzické výměny částic. Na rozdíl od vysněných velkých kvantových počítačů pro extrémně rychlé výpočty, které zatím nikdo neumí postavit, by takové počítače zvládaly „nemožné“ kvantové kousky aniž by byly velké.

V současnosti probíhají přípravy experimentu, v němž britští odborníci hodlají zprovoznit laboratorní červí díru pro kontraportaci. Měla by sloužit jako platforma pro testování fyzikálních teorií, včetně doposud jen přízračné kvantové gravitace. Po dokončení Salih a jeho spolupracovníci hodlají nabízet vzdálený přístup vědcům a nadšencům, kteří by chtěli použít tuto sondu do podstaty vesmíru.

Video: Červí díry vysvětleny - Narušování časoprostoru

Literatura

University of Bristol 13. 3. 2023.

Quantum Science and Technology 8: 025016.