211service.com
Quantum Time Machine löser farfars paradox
Av alla konstiga konsekvenser av kvantmekaniken är en av de märkligaste begreppet efterval: möjligheten att trigga en beräkning som automatiskt bortser från vissa resultat.
Här är ett exempel: anta att du har ett långt, slingrande uttryck där det finns ett skrämmande stort antal variabler. Frågan du vill ha svar på är vilken kombination av variabler som gör uttrycket logiskt sant. Och det konventionella sättet att lösa det är med brute force: prova varje kombination av variabel tills du hittar en som fungerar. Det är svårt.
Postselektion gör dock lösningen lätt att hitta. Låt bara variablerna ta vilket värde som helst slumpmässigt och efterval sedan på villkoret att svaret måste vara sant. Detta bortser automatiskt från eventuella fel som dyker upp.
Efterval är kontroversiellt eftersom det leder till alla typer av fantastiska förutsägelser om kraften hos kvantdatorer. Ingen är helt säker på om dessa typer av beräkningar är möjliga eller hur man uppnår dem, men kvantmekaniken verkar tillåta dem.
Nu blir eftervalet ännu konstigare tack vare några nya idéer som lagts fram av Seth Lloyd vid Massachusetts Institute of Technology och några kompisar. De säger att om du kombinerar postselektion med ett annat konstigt kvantbeteende som kallas teleportering och du kan bygga en tidsmaskin.
Innan vi tittar på hur denna idé fungerar, en snabb påminnelse om kvantteleportation. Detta använder fenomenet intrassling för att i en punkt i rymden reproducera ett kvanttillstånd som tidigare funnits vid en annan punkt i rymden.
Lloyd och cos idé är att använda efterval för att få denna process att hända omvänt. Efterval säkerställer att endast en viss typ av stat kan teleporteras. Detta sätter omedelbart en gräns för tillståndet som den ursprungliga partikeln måste ha varit i innan den teleporterades. I själva verket har tillståndet för denna partikel rest tillbaka i tiden.
Det som är fantastiskt med den här tidsmaskinen är att den inte plågas av de vanliga paradoxerna med tidsresor, som farfarsparadoxen, där en partikel reser tillbaka i tiden och på något sätt hindrar sig själv från att existera i första hand.
Lloyds tidsmaskin kommer runt detta på grund av kvantmekanikens probabilistiska natur: allt som denna tidsmaskin tillåter kan också hända med ändlig sannolikhet ändå, tack vare dessa probabilistiska lagar.
En annan intressant egenskap hos denna maskin är att den inte kräver någon av de förvrängningar av rumtid som traditionella tidsmaskiner förlitar sig på. I dessa måste rymdtidens struktur skoningslöst vridas på ett sätt som gör att tidsresan kan inträffa. Dessa förhållanden kan existera i universums extrema miljöer som inuti svarta hål men förmodligen inte någon annanstans.
Det faktum att liknande tidsmaskiner också kan vara möjliga när kvantmekaniken pressas till sina gränser antyder en väg som kan visa sig vara fruktbar för att förena dessa olika områden av vetenskapen. Vår förhoppning är att denna teori kan visa sig användbar för att formulera en kvantteori om gravitation, säger Lloyd och kompisar.
Så var kan deras tidsmaskin byggas. Det är också en knepig fråga. Efterselektion kan bara ske om kvantmekaniken är olinjär, något som verkar möjligt i teorin men som aldrig har observerats i praktiken. Alla bevis hittills är att kvantmekaniken är linjär. Faktum är att vissa teoretiker föreslår att de till synes omöjliga sakerna som efterval tillåter är ett slags bevis på att kvantmekaniken måste vara linjär.
Men om icke-linjärt beteende tillåts, kommer tidsresor att vara möjliga varhelst det äger rum. Som Lloyd och co säger: Det är möjligt för partiklar (och i princip människor) att tunnla från framtiden till det förflutna.
Sätt igång Delorean.
Ref: arxiv.org/abs/1007.2615 : The Quantum Mechanics of Time Travel Through Post-Selected Teleportation