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量子コンピューターの中のホログラフィックワームホール

量子力学と一般相対性理論を融合する試みにおいて重要な概念である、ホログラフィックなワームホールと呼ばれる状態が、量子ビット9個の系を使ってシミュレーションされた。

ホログラフィック原理は、現代物理学の最も成功している2つの理論、量子力学と一般相対性理論を融合する方法を解明する研究において、指針になる原理だ。ホログラフィック原理によると、量子力学と重力の両方を含む理論は、量子力学を含むが重力を含まない別の理論に正確に等価であり得る。そうした2つの理論は「互いに双対である」と表現される。そして、重力を含まない代替の記述は、重力を含む記述よりも次元が低く、これは、二次元のホログラムが三次元の像を表示することと似ている。ハーバード大学（米国マサチューセッツ州ケンブリッジ）のDaniel Jafferisらは、量子コンピューターを使って、その双対がワームホールであるホログラム的な状態を作ったこと、この状態を時間発展させてワームホールを通過するメッセージをシミュレーションしたことを、Nature2022年12月1日号51ページで報告した1。

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翻訳：新庄直樹

Nature ダイジェスト Vol. 20 No. 3

DOI: 10.1038/ndigest.2023.230337

原文

A holographic wormhole traversed in a quantum computer
  • Nature (2022-12-01) | DOI: 10.1038/d41586-022-03832-z
  • Adam R. Brown & Leonard Susskind
  • アルファベット社（Alphabet）傘下の研究組織X、 およびスタンフォード大学理論物理学スタンフォード研究所 （米国カリフォルニア州）に所属。 筆者らは、競合する利害があることを表明している （詳細はgo.nature.com/3ocuzqz参照）。

参考文献

  1. Jafferis, D. et al. Nature 612, 51–55 (2022).
  2. Einstein, A. & Rosen, N. Phys. Rev. 48, 73–77 (1935).
  3. Einstein, A., Podolsky, B. & Rosen, N. Phys. Rev. 47, 777–780 (1935).
  4. Maldacena, J. & Susskind, L. Fortschr. Phys. 61, 781–811 (2013).
  5. Susskind, L. Fortschr. Phys. 64, 551–564 (2016).
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  10. Shapoval, I., Su, V. P., de Jong, W., Urbanek, M. & Swingle, B. Preprint at https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.14081 (2022).