Американские физики провели необычный эксперимент с квантовой запутанностью и пришли к неожиданному выводу: гипотетическая «связь с прошлым» в условиях сильных помех может работать стабильнее обычной передачи данных. Исследование уже сравнивают с сюжетом фильма "Интерстеллар", где герой отправлял сообщения назад во времени через гравитационные колебания часов, сообщает El.kz.
Работу выполнили ученые из Массачусетского технологического института и Корнеллского университета. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.
Что именно изучали ученые
Исследователи работали с так называемыми замкнутыми времениподобными кривыми - CTC (Closed Timelike Curves). Это гипотетические временные петли, существование которых математически допускает Общая теория относительности.
Согласно таким моделям, объект теоретически может вернуться в собственное прошлое. В реальности создать подобную временную петлю современная наука пока не способна, поэтому физики использовали квантовую симуляцию с запутанными фотонами.
Командой руководили Сет Ллойд, Кайюань Цзи и Марк Уайлд.
Почему «связь с прошлым» оказалась устойчивее
Главная проблема квантовой передачи данных - шум и помехи. Любое внешнее воздействие разрушает хрупкое квантовое состояние частиц.
Во время эксперимента физики специально добавили сильные помехи в систему. Однако симуляция временной петли показала неожиданный эффект: информация сохранялась стабильнее, чем при стандартной квантовой передаче.
Ученые объясняют это эффектом самокоррекции. Если система «получает» сообщение в прошлом, она автоматически подстраивает параметры в настоящем так, чтобы информация дошла без ошибок.
Фактически возникает замкнутый цикл, где будущее влияет на прошлое, а прошлое - на будущее.
Причем здесь «Интерстеллар»
Авторы исследования напрямую сравнили свою работу с финалом фильма Интерстеллар.
По сюжету герой Купер передавал дочери данные из пятимерного пространства через движение стрелки часов. В научной работе, конечно, нет путешествий человека во времени, однако принцип ретропричинности оказался похожим: изменение состояния частицы «сейчас» влияет на то, как система вела себя мгновение назад.
Исследование не доказывает возможность отправлять сообщения в прошлое в бытовом смысле. Речь идет исключительно о математической модели и лабораторной квантовой симуляции.
Как ученые обходят «парадокс дедушки»
Одна из главных проблем путешествий во времени - знаменитый парадокс дедушки. Если человек отправится в прошлое и изменит события, которые привели к его рождению, возникает логическое противоречие.
В квантовой физике для этого существуют специальные модели.
Одна из них - принцип самосогласованности Новикова. Согласно этой концепции, законы природы автоматически исключают события, которые могут разрушить причинно-следственную связь. Иными словами, вероятность «запрещенного» события становится нулевой.
Другая популярная модель связана с многомировой интерпретацией Хью Эверетт III. Она предполагает, что любое изменение прошлого создает новую ветку реальности, не уничтожая исходную временную линию.
Что это даст квантовым компьютерам
Хотя настоящей машины времени пока не существует, исследование может серьезно повлиять на развитие квантовых технологий.
Главная проблема квантовых компьютеров - нестабильность кубитов. Они легко теряют информацию из-за внешних помех и температуры.
Симуляции временных петель потенциально помогут создавать системы квантовой коррекции ошибок. По сути, вычислительная система сможет «исправлять» сбой еще до того, как ошибка окончательно проявится.
Кроме того, подобные модели могут ускорить сложнейшие вычисления - от разработки лекарств до криптографии и моделирования климата.
Можно ли будет реально отправить сообщение в прошлое
На данный момент - нет. Авторы исследования отдельно подчеркивают, что эксперимент не создает настоящую временную машину и не позволяет переписывать историю.
Однако сама работа показывает, насколько необычно ведет себя квантовый мир. Многие эффекты, которые еще недавно считались чистой научной фантастикой, постепенно переходят в область экспериментальной физики.
Именно поэтому исследования квантовой запутанности и ретропричинности сегодня считаются одним из самых перспективных направлений современной науки.
Читайте также: Беспилотные такси в Алматы: когда запустят и как это будет работать
