时间旅行在科幻小说中似乎比在现实中更为常见。 毕竟我们从未见过来自未来的人。 但我们所知道的所有物理学都表明,虫洞——另一个科幻小说中最喜欢的——真的可以用来时光倒流。
根据一篇论文中国物理学家提出,利用虫洞进行时间旅行实际上可能会让我们击败海森堡不确定性原理——被形容为物理学中最著名(也可能被误解)的想法之一,甚至可以解决计算机科学中一些最困难的问题。
虫洞就像宇宙中两个地方之间的门户。 如果你从一侧跌倒,无论两侧相距多远,你都会立即从另一侧弹出。 但虫洞也像两个人之间的门户次在宇宙中。 正如卡尔·萨根喜欢说的,你不会只是出现一些在哪里在太空中的其他地方,而且一些什么时候其他及时。
如果虫洞的两侧足够近,你甚至可以阻止自己掉进去。你可以回到过去,跑到即将踏入虫洞的你身边,把他们按倒在地。 。
这样做会产生所谓的闭合类时曲线(CTC),并且会导致一些逻辑问题。 我的意思是,如果你阻止自己跳进虫洞,那么你是如何跳进去以便从另一边出来并解决自己的呢?
这是祖父悖论的一个版本,即你在旅行后做了一些事情时光倒流让自己无法回到过去,这让你无法阻止自己,这让你能够阻止自己,等等。
物理学家知道,CTC 的矛盾性质使其具有一些很酷的特性。 你可以用它们来做一些事情,比如比海森堡不确定性原理说你应该能够更好地测量粒子的属性,你甚至可以解决计算问题量子计算机甚至不让你解决。
但他们仍然存在那些烦人的悖论,而物理学家不喜欢悖论。
因此,他们提出了称为开放类时曲线(OTC)的替代方案。 OTC 仍然可以让你回到过去,但它们要求宇宙总是密谋使虫洞相距足够远,无论你做什么,你都永远无法阻止自己掉进去。你也许能够出现并观察自己,但你却无能为力。 悖论得以避免。
但 OTC 能做 CTC 能做的所有酷事吗? 来自中国北京清华大学的 Mile Gu 领导的团队决定找出答案。
首先,他们研究了衡量问题:是否可以使用 OTC 来衡量一堆粒子的性质达到无限的精度。 在常规量子力学中,所有测量都受到海森堡不确定性原理的限制,这对我们对粒子的了解设置了基本限制。
但顾的团队表明,如果你利用粒子在进入 OTC 之前可以相互同步的方式,所有粒子将从虫洞的另一侧出现,几乎完全对齐。
海森堡说,你无法以无限的精度测量任何单个粒子,但测量整个粒子组中的每个成员将使研究人员能够突破这一基本限制。 这就像抛硬币一次无法告诉你硬币两面是否正面,但抛1000次后,你就可以非常确定了。
然后球队表现更好了。 他们表明,非常相似的系统可以用作计算机——比计算机运行得更好。。 一些最难的计算问题是我们必须尝试所有我们能想到的答案,看看哪一个效果最好,并希望我们不要忘记尝试一个效果更好的答案。
量子计算机甚至并不总是能够解决这类问题,但物理学家已经证明 CTC 可以。 现在,顾的团队证明了场外交易也可以。
当然,所有这些只有在虫洞(或其他时间旅行方式)存在的情况下才真正有用。 它们同样是物理定律的结果就像黑洞一样,所以看起来他们应该在某个地方。
天文学家、宇宙学家和粒子物理学家正在尽最大努力扫描宇宙寻找它们。 如果他们真的发现了哦无论它是否能让你处理过去的自己,物理学家都能够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进行测量和计算。
该论文已发表于NPJ 量子信息。