時間旅行在科幻小說中似乎比現實中更為常見。 畢竟我們從未見過來自未來的人。 但我們所知道的所有物理學都表明,蟲洞——另一個科幻小說中最受喜愛的——確實可以用來時光倒流。
根據一篇論文中國物理學家提出,利用蟲洞進行時間旅行實際上可能會讓我們擊敗海森堡不確定原理——被形容為物理學中最著名(也可能被誤解)的想法之一,甚至可以解決電腦科學中一些最困難的問題。
蟲洞就像宇宙中兩個地方之間的門戶。 如果你從一側跌倒,無論兩側相距多遠,你都會立即從另一側彈出。 但蟲洞也像兩個人之間的門戶次在宇宙中。 正如卡爾·薩根喜歡說的,你不會只是出現一些在哪裡在太空中的其他地方,而且一些什麼時候其他及時。
如果蟲洞的兩側夠近,你甚至可以阻止自己掉進去。
這樣做會產生所謂的閉合類時曲線(CTC),並且會導致一些邏輯問題。 我的意思是,如果你阻止自己跳進蟲洞,那麼你是如何跳進去以便從另一邊出來並解決自己的呢?
這是祖父悖論的一個版本,即你在旅行後做了一些事情時光倒流讓自己無法回到過去,這讓你無法阻止自己,這讓你能夠阻止自己,等等。
物理學家知道,CTC 的矛盾性質使其具有一些很酷的特性。 你可以用它們來做一些事情,例如比海森堡不確定性原理說你應該能夠更好地測量粒子的屬性,你甚至可以解決計算問題量子電腦甚至不讓你解決。
但他們仍然存在那些煩人的悖論,而物理學家不喜歡悖論。
因此,他們提出了稱為開放類時曲線(OTC)的替代方案。 OTC 仍然可以讓你回到過去,但它們要求宇宙總是密謀使蟲洞相距足夠遠,無論你做什麼,你都永遠無法阻止自己掉進去。 悖論得以避免。
但 OTC 能做 CTC 能做的所有酷事嗎? 來自中國北京清華大學的 Mile Gu 領導的團隊決定找出答案。
首先,他們研究了衡量問題:是否可以使用 OTC 來衡量一堆粒子的性質達到無限的精度。 在常規量子力學中,所有測量都受到海森堡不確定性原理的限制,這對我們對粒子的了解設定了基本限制。
但顧的團隊表明,如果你利用粒子在進入 OTC 之前可以相互同步的方式,所有粒子將從蟲洞的另一側出現,幾乎完全對齊。
海森堡說,你無法以無限的精度測量任何單一粒子,但測量整個粒子組中的每個成員將使研究人員能夠突破這個基本限制。 就像拋硬幣一次無法告訴你硬幣兩面是否正面一樣,但拋1000次後,你就可以非常確定了。
然後球隊表現更好了。 他們表明,非常相似的系統可以用作計算機——比計算機運行得更好。。 一些最困難的計算問題是我們必須嘗試所有我們能想到的答案,看看哪一個效果最好,並希望我們不要忘記嘗試一個效果更好的答案。
量子電腦甚至不總是能夠解決這類問題,但物理學家已經證明 CTC 可以。 現在,顧的團隊證明了場外交易也可以。
當然,所有這些只有在蟲洞(或其他時間旅行方式)存在的情況下才真正有用。 它們同樣是物理定律的結果就像黑洞一樣,所以看起來他們應該在某個地方。
天文學家、宇宙學家和粒子物理學家正在盡最大努力掃描宇宙尋找它們。 如果他們真的發現了哦無論它是否能讓你處理過去的自己,物理學家都能夠利用其中一些非凡的特性,以宇宙中其他地方似乎不可能的方式進行測量和計算。
該論文已發表於NPJ 量子資訊。