Zaman yolculuğu simülasyonları kuantum metrolojisini geleceğe geri gönderiyor – Fizik Dünyası

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/simulations-of-time-travel-send-quantum-metrology-back-to-the-future-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/simulations-of-time-travel-send-quantum-metrology-back-to-the-future-physics-world-2.jpg" data-caption="DeLorean'ım nerede? Geriye doğru zaman yolculuğu hala bilim kurgu dünyasındadır, ancak kuantum dolanıklığını manipüle etmek, bilim adamlarının onu simüle eden deneyler tasarlamasına olanak tanır. (Nezaket: Shutterstock/FlashMovie)”>

Hiç zamanda geriye gidip kararlarınızı değiştirebilmeyi dilediniz mi? Keşke bugünün bilgisi bizimle birlikte zamanda geriye gidebilseydi, eylemlerimizi kendi avantajımıza değiştirebilirdik. Şimdilik bu tür zaman yolculuğu bir kurgudan ibaret, ancak üç araştırmacı, kuantum dolanıklığı manipüle ederek en azından onu simüle eden deneyler tasarlayabileceğini gösterdi.

Yazı yazmak Physical Review Letters, David Arvidsson-Şükür Hitachi Cambridge Laboratuvarı, Birleşik Krallık; Aidan McConnell Birleşik Krallık'taki Cambridge Üniversitesi'nden; Ve Nicole Yunger Halpern ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) ve Maryland Üniversitesi'nden araştırmacılar, deneycinin geçmişe dönük olarak (aslında) eylemlerini optimum ölçümler üretecek şekilde değiştirmek için zamanda geriye bilgi gönderdiği bir düzen önermektedir. Şaşırtıcı bir şekilde üçlü, dolanık sistemlerde bu tür simüle edilmiş zaman yolculuğunun, tamamen klasik sistemlerde elde edilmesi imkansız olan fiziksel avantajları kolaylaştırabileceğini ortaya koyuyor.

Kuantum ölçümleri bilimi

Gerçek geriye doğru zaman yolculuğu varsayımsal olsa da, kuantum mekaniksel versiyonlar önerildi ve deneysel olarak simüle edildi. Bu simülasyonların önemli bir bileşeni, deneyin ara adımındaki bir durumun etkili bir şekilde başlangıca geri gönderildiği ışınlanmadır. Bunun mümkün olabilmesi için devletlerin birbirine dolanmış olması gerekir. Başka bir deyişle, iki (veya daha fazla) parçacık arasında ortaya çıkan bir tür kuantum bağlantısını paylaşmalıdırlar, öyle ki birinin durumu diğerinden bağımsız olarak tanımlanamasın.

Zaman yolculuğunun bu simülasyonları kuantum mekaniğine dayandığından, araştırmacıların kuantum sistemlerinin doğası ve avantajları (varsa) hakkında anlamlı sorular sormasına olanak tanır. Yeni çalışmada Arvidsson-Shukur, McConnell ve Yunger Halpern, geriye doğru zaman yolculuğu simülasyonlarının ne gibi avantajlara sahip olabileceğini araştırarak tam da bunu yapıyorlar. kuantum metrolojisi – son derece hassas ölçümler yapmak için kuantum mekaniğini kullanan bir fizik alanı.

Tipik bir kuantum metroloji problemi, kuantum mekaniksel problar kullanılarak bir sistemin veya sürecin bazı bilinmeyen parametrelerinin tahmin edilmesiyle ilgilidir. Problar hazırlandıktan ve sistemle etkileşime girecek şekilde yapıldıktan sonra, probların durum dönüşüm şekli, bilinmeyen parametre hakkındaki bilgileri kodlayacaktır. Amaç, araştırma başına mümkün olduğu kadar çok bilgi öğrenmektir.

Seçim sonrası ölçüm bu konuda yardımcı olabilir. Bu süreçte deneyci bir ölçüm yapar ve sonuca bağlı olarak belirli deneysel sonuçları analize dahil etmeyi veya hariç tutmayı seçer. Bu, araştırma başına öğrenilen bilgiyi yoğunlaştırır.

Daha önce Arvidsson-Shukur, Yunger Halpern ve işbirlikçileri gösterdi bir kuantum sisteminde, optimal bir giriş sondası durumunun seçilmesi, deneycinin sonda başına klasik olarak mümkün olandan daha fazla bilgi elde etmesini sağlayabilir. Bununla birlikte, tipik olarak deneyci, hangi giriş durumunun optimal olacağını ancak etkileşim meydana geldikten sonra öğrenir. Zaman yolculuğunun olmadığı bir senaryoda bu hiç iyi değil.

Simüle edilmiş zaman yolculuğunun avantajı

Ancak deneyci, dolaşma manipülasyonu yoluyla en uygun giriş durumunu zamanda geriye ışınlarsa, üçlü bunun yeni operasyonel avantajlar üretebileceğini gösteriyor. Önerilerinde, bir deneyci, A ve C olarak adlandırılan bir çift maksimum dolaşmış kuantum biti veya kübit artı sonda olarak ek bir kübit hazırlıyor. Amaç, sondayı kullanarak bilinmeyen bir etkileşimin gücünü ölçmektir. Başlangıçta deneyci, A için en uygun giriş durumunun farkında değildir. İlk adımda, prob ve kübit A etkileşime girer. Etkileşimin bilinmeyen parametresine ilişkin bilgi, probun durumunda kodlanır. Ancak ara bir adımda deneyci, kübit A'nın durumunu ölçer. Bu ölçüm, henüz bilinmeyen optimal durum hakkındaki bilgileri ortaya çıkarır.

Daha sonra deneyci bu bilgiyi, bu optimal durumda bir yardımcı kübit D hazırlamak için kullanır. Daha sonra C ve D kübitlerinin ortak durumunu ölçerler. Bu ortak durum A ve C'nin başlangıçtaki ortak durumuyla eşleşmiyorsa ölçüm analizden çıkarılır. Bu, en uygun şekilde hazırlanmış D durumunun orijinal kübit A durumuna ışınlandığı örnekleri etkili bir şekilde seçer. Işınlanma, deneycinin sondayı ölçtüğünde, başlangıçta sondayı en uygun durumda hazırlamamış olmasına rağmen en uygun bilgi kazanımını kaydettiğini ima eder. .

Kuantum fiziği için bir steampunk kılavuzu

Deney sırasında deneyci, eşleşmeyen birçok ölçümü atacaktı. Bu pahalı görünebilir. Ancak deneycinin tuttuğu ölçümler (ışınlanmanın başarılı olduğu ölçümler) sonda başına yüksek bilgi kazanımına sahiptir. Genel olarak, birkaç optimal araştırmadan elde edilen bilgiler, birden fazla deneme üzerinden toplandığında kayıplardan daha ağır basmaktadır.

Zamanda yolculuğun fiziksel olarak mümkün olup olmadığı hala tartışılıyor. Ancak deneyciler daha kesin ölçümler gerçekleştirmek için kuantum mekaniğini kullanabilir ve laboratuvarda zaman yolculuğunu simüle edebilir. Arvidsson-Shukur, McConnell ve Yunger Halpern makalelerinde şu sonuca varıyor: "[Zaman yolculuğu] simülasyonları geriye dönüp geçmişinizi değiştirmenize izin vermezken, dünün sorunlarını bugün çözerek daha iyi bir yarın yaratmanıza olanak tanır."

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/simulations-of-time-travel-send-quantum-metrology-back-to-the-future/