Trou de verre
— © inqnet / A. Mueller (Caltech)

Si les trous de ver constituent des objets incontournables de la science-fiction, leur fonctionnement potentiel demeure obscur. Des physiciens ont récemment utilisé un processeur quantique pour simuler l’un de ces objets et téléporter des informations entre deux systèmes.

Explorer les propriétés des trous de ver

Les trous de ver sont généralement présentés comme des tunnels qui relient deux points éloignés de l’Univers, permettant un voyage instantané à travers le cosmos. Bien qu’il s’agisse d’objets hypothétiques, Einstein lui-même a proposé leur existence comme une caractéristique de sa théorie générale de la relativité et, depuis, les scientifiques explorent différentes approches pour tenter de les débusquer.

Pour pouvoir les observer, les scientifiques doivent préalablement savoir quoi chercher, ce qui crée un paradoxe. Leurs propriétés potentielles étant largement débattues, les simulations informatiques constituent un bon moyen de tester différents modèles contradictoires de trou de ver afin de voir comment ils pourraient se comporter. Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, une équipe de physiciens y est parvenue pour la première fois, en utilisant l’ordinateur quantique Sycamore de Google.

L’idée d’un trou de ver envoyant des objets à travers l’Univers en un clin d’œil se rapprochant de la téléportation quantique, où des informations peuvent être envoyées instantanément entre deux particules intriquées, quelle que soit la distance qui les sépare, les chercheurs ont utilisé un modèle informatique simulant les effets de la gravité quantique et enchevêtré deux systèmes virtuels.

ordinateur quantique
— sakkmesterke / Shutterstock.com

Lorsqu’un bit quantique (qubit) a été envoyé dans l’un d’eux, l’information est ressortie du second système, constituant selon l’équipe la première démonstration réaliste du fonctionnement d’un trou de verre franchissable. Les chercheurs supposent depuis longtemps que pour qu’un trou de ver reste ouvert suffisamment longtemps afin que quelque chose puisse le traverser, il faudrait qu’il soit frappé par une explosion d’énergie négative, ce que ces nouvelles simulations ont également indiqué.

D’importantes implications

S’il ne s’agit évidemment pas d’un véritable tunnel à travers l’espace-temps, l’équipe affirme que ce modèle pourrait aider les physiciens à sonder les propriétés potentielles des trous de ver, et à terme faciliter l’identification de ces objets à travers le cosmos.

« Notre système quantique présente les propriétés fondamentales d’un trou de ver gravitationnel tout en étant suffisamment simple pour être mis en œuvre avec le matériel actuel », résume Maria Spiropulu, chercheuse à Caltech et co-auteure de l’étude. « S’il ne remplace pas les mesures directes, il offre un cadre précieux pour tester les effets de la gravité quantique. »

À noter que quelques semaines plus tôt, des chercheurs néerlandais avaient de leur côté créé un trou noir en laboratoire et observé un étrange phénomène.

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