Nowy rodzaj splątania umożliwia „teleportację w czasie”, mówią fizycy

Splątanie to dziwne zjawisko kwantowe, w którym dwie lub więcej cząstek łączy się tak głęboko, że dzielą to samo istnienie.

Prowadzi to do pewnych sprzecznych z intuicją efektów, w szczególności, gdy dwie splątane cząstki zostają szeroko rozdzielone. Kiedy tak się dzieje, pomiar na jednym natychmiast wpływa na drugi, niezależnie od odległości między nimi. To upiorne działanie na odległość ma głębokie implikacje dotyczące natury rzeczywistości, ale jasne jej zrozumienie wciąż wymyka się fizykom.

Dziś mają jeszcze coś do zastanowienia. Jay Olson i Timothy Ralph z University of Queensland w Australii twierdzą, że odkryli nowy rodzaj splątania, który rozciąga się nie w przestrzeni, ale w czasie.

Zaczynają od myślenia o uproszczonym wszechświecie składającym się z jednego wymiaru przestrzeni i jednego wymiaru czasu.

Łatwo jest narysować ten wszechświat na płaszczyźnie, której oś x odpowiada wymiarowi przestrzennemu, a oś y odpowiada czasowi.

Jeśli wyobrazisz sobie teraźniejszość jako początek tego wykresu, to przyszłość (tj. przestrzeń, do której możesz dotrzeć z prędkością podświetlną) tworzy klin, który jest symetryczny względem osi y. Twoja przeszłość (tj. przestrzeń, z której mogłeś przybyć z prędkością podświetlną) jest lustrzanym odbiciem tego klina odbitego na osi X.

Gdy obecne są dwie cząstki, obie siedzące na osi x, ich kliny będą się na siebie nakładać w przyszłości iw przeszłości. Ma to proste znaczenie: te cząstki mogły wchodzić w interakcje w przeszłości i mogą to zrobić ponownie w przyszłości, ale tylko w obszarach nakładania się.

Konwencjonalne splątanie przecina ten świat, całkiem dosłownie. Działa wzdłuż osi x, natychmiastowo wiążąc cząstki w czasie i wbrew granicom z tymi klinami.

Olson i Ralph pokazują, że splątanie może równie dobrze działać wzdłuż osi y. Innymi słowy, splątanie jest tak głęboko zaplątane we wszechświecie, że pomiar w przeszłości ma automatyczny wpływ na przyszłość.

To może brzmieć jak truizm. Czy nie tak działa wszechświat, słyszę, jak mówisz. Ale to nie jest zwykła przyczyna i skutek; istnieje kilka interesujących subtelności tego zjawiska.

Aby zobaczyć, jak to zrobić, wyobraź sobie eksperyment opisany przez Ralpha i Olsona, w którym kubit jest wysyłany w przyszłość. Pomysł polega na tym, że detektor działa na kubit, a następnie generuje klasyczny komunikat opisujący, jak można wykryć tę cząsteczkę. Następnie, w pewnym momencie w przyszłości, inny detektor w tej samej pozycji w przestrzeni odbiera tę wiadomość i przeprowadza wymagany pomiar, rekonstruując w ten sposób kubit.

Ale jest pewien zwrot. Olson i Ralph pokazują, że wykrycie kubitu w przyszłości musi być symetryczne w czasie z jego powstaniem w przeszłości. Mówi się, że jeśli poprzedni detektor był aktywny kwadrans do 12:00, to przyszły detektor musi poczekać, aż stanie się aktywny dokładnie kwadrans po godzinie 12:00, aby osiągnąć splątanie. Z tego powodu nazywają ten proces teleportacją w czasie.

Ale czym różni się to od zwykłej egzystencji? W końcu wszyscy jesteśmy podróżnikami w czasie, poruszającymi się w przyszłość w tym samym tempie. Co jest specjalnego w trasie Olsona i Ralpha?

Odpowiedź brzmi, że teleportacja Olsona i Ralpha stanowi skrót w przyszłość. Mówią, że można podróżować w przyszłość bez obecności w czasie pomiędzy.

To fascynujący scenariusz, który natychmiast rodzi wiele pytań. Jedną z pierwszych, która przychodzi na myśl, jest to, jaką korzyść możemy uzyskać z tego procesu. Czy byłoby możliwe, na przykład, wydłużenie życia krótko żyjących cząstek poprzez teleportację ich w przyszłość?

To nie jest jasne. Nie jest też jasne, w jaki sposób można przeprowadzić taki eksperyment. Przypuszczalnie nie różniłoby się to zbytnio od rodzaju teleportacji, która jest obecnie wykonywana w laboratoriach na całym świecie w ramach rutyny (w rzeczywistości Olson i Ralph twierdzą, że splątanie podobne do czasu jest wymienne z wersją kosmiczną).

Oznacza to, że to tylko kwestia czasu, zanim ktoś tego spróbuje. Będziemy oglądać!

Nr ref.: arxiv.org/abs/1101.2565 : Ekstrakcja czasowego splątania z kwantowej próżni

ukryć