Credit: inqnet/A. Mueller (Caltech)科學家們首次創建了一個研究蟲洞動力學的量子計算實驗，通過時空的捷徑，可以繞過相對論的宇宙速度限制。
蟲洞一向是科幻小說的熱門題材，從電影《接觸未來》到《星際效應》，都以蟲洞將觀眾帶入時空轉換的奇幻情境。加州理工學院物理學家 Maria Spiropulu 所帶領的團隊則希望從物理學的角度來研究其真實性。
Spiropulu 與加州理工學院物理系的 Shang-Yi Ch'en 教授的團隊，首次在量子電腦上開發出一個實驗來模擬並研究蟲洞動力學。這項實驗並沒有真的創造出蟲洞，但可據此來測試理論蟲洞和量子物理學間的關聯，有關量子引力的預測。量子引力指的是一種嘗試將引力與量子物理學聯繫起來的理論，這兩個在物理學上均已被充份研究的領域，在本質上卻不相容。其中一個大問題是蟲洞傳送是否能遵循已被證實的量子糾纏原理（兩個粒子可以跨越遙遠距離，不受光速限制而保持聯繫的現象）。
蟲洞是時空中兩個遙遠區域間的橋樑，它們還沒有被觀察到，但科學家對它們的存在和特性已透過理論探索近百年。愛因斯坦和Nathan Rosen 在1935年，根據廣義相對論的預測將其描述為穿越時空結構的隧道，並以這兩位物理學家之名命名為「愛因斯坦-羅森橋」(Einstein–Rosen bridges)，而「蟲洞」一詞是則是由物理學家 John Wheeler 在1950年代提出來的。
量子糾纏是由物理學家 Juan Maldacena 與 Leonard Susskind 在2013年首次提出。物理學家推測，蟲洞（ER）等同於糾纏（EPR，Albert Einstein, Boris Podolsky and Nathan Rosen，首次提出此概念）。2017年，Jafferis 與 Ping Gao、Aron Wall 將ER = EPR的想法擴展到不僅是蟲洞，而是可穿越的蟲洞。科學家們假設，若負質量的斥能量使蟲洞開啟夠長的時間，便可形成傳輸的通道，而這種穿越蟲洞的引力描述，等同於利用已獲得證明的量子糾纏訊息傳輸。
為了推動這些想法，2019年 Jafferis 和 Gao 表明，透過兩個糾纏的Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 模型，應該能夠進行蟲洞傳送，並對其進行測量。
後來 Spiropulu 和她的團隊根據以上想法，設計出把量子糾纏應用於蟲洞動力學的電腦計算模型，這個模型基於 Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 的理論框架，能在現有的量子架構中進行編碼，並保留其引力特性。其中最大的挑戰是這個程序必須在量子電腦上執行，而強大的 Google Sycamore 量子處理器在傳統機器學習工具的協助下可以勝任。
實驗中，研究人員在兩個糾纏系統之一的編碼中插入了一個量子位元(qubit)，然後看到它在另一個系統中出現，就好像訊息透過量子糾纏效應，通過可穿越的蟲洞，從一個量子系統（黑洞）傳送到另一個量子系統（黑洞），而且研究小組還發現，當在計算中使用負能量時，蟲洞模擬允許訊息從一個系統流向另一個系統，但在正能量下則不允許，這都與理論預測的蟲洞相符，儘管如此，還是讓研究團隊大感驚訝。
研究人員希望未來能將這項工作擴展到更複雜的量子電路上，雖然真正的量子電腦可能還需要幾年的時間，但團隊計劃繼續在現有的量子計算平台上進行同性質的實驗，以對量子糾纏、時空和量子引力間的關係有進一步的認識。
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