Ученые обнаружили, как симуляция обратного перемещения во времени может решать "нерешаемые" задачи физики

В ходе новаторского эксперимента физики из Кембриджского университета продемонстрировали, что моделирование обратного путешествия во времени может быть использовано для решения физических задач, которые невозможно решить обычными методами.

Команда под руководством физика Дэвида Арвидссона-Шукура использовала схемы квантовой телепортации, созданные с помощью запутанных частиц, для имитации петель времени и изменения входного состояния после того, как оно уже было задано. Хотя такие петли являются чисто гипотетическими, они позволяют найти математическое решение сложных проблем.

- "Представьте себе, что вы хотите отправить кому-то подарок: вам нужно отправить его в первый день, чтобы он был доставлен на третий день... Однако вы получаете список желаний этого человека только на второй день. Таким образом, в этом сценарии, учитывающем хронологию, невозможно заранее узнать, что он захочет получить в подарок, и быть уверенным, что отправишь именно то, что нужно". - Дэвид Арвидссон-Шукур, физик из Кембриджского университета

В качестве иллюстрации Арвидссон-Шукур приводит пример с отправкой подарка кому-либо. В обычном сценарии необходимо отправить подарок в первый день, чтобы он был доставлен на третий день. Однако если вы получаете список желаний человека только на второй день, то заранее узнать, что он хочет получить в подарок, становится невозможно. Моделирование, проведенное командой, показывает, как манипуляция квантовой запутанностью может ретроактивно изменить предыдущие действия, чтобы обеспечить желаемый результат.

Квантовая запутанность - это явление, при котором свойства двух частиц оказываются связанными, даже если они физически разделены. Измеряя свойства одной частицы, ученые могут определить дополнительное состояние другой частицы, независимо от расстояния между ними. Эксперимент, проведенный командой, выходит за рамки телепортации информации между частицами.

Николь Юнгер Халперн, физик из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Мэриленда, объясняет, что экспериментатор запутывает две частицы, отправляет одну из них на эксперимент, а затем манипулирует второй частицей на основе новой информации, чтобы изменить прошлое состояние первой частицы. Эта манипуляция эффективно изменяет результат эксперимента.

Важно отметить, что предложенная командой замкнутая петля времени не позволяет осуществлять реальные путешествия во времени или создавать парадоксы. Моделирование опирается на постселекцию - условие вероятности, которое ограничивает меры, основанные на заранее определенных событиях. Команда не утверждает, что такие петли существуют, а демонстрирует, что квантовая теория позволяет моделировать такие петли с помощью запутывания.

Расчеты команды показывают, что временная петля может быть успешно использована только в 25% случаев. Однако это означает, что ее можно проверить в реальном эксперименте. Дальнейшее изучение возможностей симуляции обратных путешествий во времени может позволить ученым найти новые решения сложных физических проблем, которые ранее были неразрешимы.

- "В нашем предложении экспериментатор запутывает две частицы... Затем первая частица отправляется для использования в эксперименте. Получив новую информацию, экспериментатор манипулирует второй частицей, чтобы эффективно изменить прошлое состояние первой частицы и тем самым изменить результат эксперимента". - Николь Юнгер Халперн, физик из NIST и Университета Мэриленда