وقتی سفر کی نقلیں کوانٹم میٹرولوجی کو مستقبل میں واپس بھیجتی ہیں - فزکس ورلڈ

وقتی سفر کی نقلیں کوانٹم میٹرولوجی کو مستقبل میں واپس بھیجتی ہیں - فزکس ورلڈ

<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="Where’s my DeLorean? Backward time travel is still in the realm of science fiction, but manipulating quantum entanglement allows scientists to design experiments that simulate it. (Courtesy: Shutterstock/FlashMovie)”> آرٹسٹ کی تصویر رومن ہندسوں کو دکھا رہی ہے جیسے آپ گھڑی کے چہرے پر ستاروں والے پس منظر میں فاصلے پر گھومتے ہوئے دیکھیں گے۔
Where’s my DeLorean? پسماندہ وقت کا سفر اب بھی سائنس فکشن کے دائرے میں ہے، لیکن کوانٹم الجھن میں ہیرا پھیری سائنسدانوں کو ایسے تجربات ڈیزائن کرنے کی اجازت دیتی ہے جو اس کی نقل کرتے ہیں۔ (بشکریہ: شٹر اسٹاک/فلیش مووی)

کیا آپ نے کبھی یہ خواہش کی ہے کہ آپ وقت پر واپس جا سکیں اور اپنے فیصلے بدل سکیں؟ اگر آج کا علم ہمارے ساتھ وقت پر واپس آ سکے تو ہم اپنے کاموں کو اپنے فائدے کے لیے بدل سکتے ہیں۔ ابھی کے لیے، اس طرح کا وقت کا سفر افسانے کا سامان ہے، لیکن محققین کی تینوں نے یہ دکھایا ہے کہ کوانٹم الجھن میں ہیرا پھیری کرکے، کوئی بھی، کم از کم، ایسے تجربات کو ڈیزائن کر سکتا ہے جو اس کی نقل کرتے ہیں۔

میں لکھنا جسمانی جائزہ لینے کے خطوط, ڈیوڈ اروڈسن شکور ہٹاچی کیمبرج لیبارٹری، برطانیہ؛ ایڈن میک کونل کیمبرج یونیورسٹی، UK کے؛ اور نکول ینگر ہالپرن یو ایس نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی (NIST) اور میری لینڈ یونیورسٹی نے ایک سیٹ اپ کی تجویز پیش کی ہے جس میں ایک تجربہ کار معلومات کو وقت پر واپس بھیجتا ہے تاکہ سابقہ ​​طور پر - حقیقت میں - اپنے اعمال کو اس طریقے سے تبدیل کیا جائے جس سے بہترین پیمائش پیدا ہو۔ حیرت انگیز طور پر، تینوں نے انکشاف کیا کہ الجھے ہوئے نظاموں میں اس طرح کا مصنوعی وقت کا سفر جسمانی فوائد کو آسان بنا سکتا ہے جو خالصتاً کلاسیکی نظاموں میں حاصل کرنا ناممکن ہوگا۔

کوانٹم پیمائش کی سائنس

جبکہ اصل پسماندہ وقت کا سفر فرضی ہے، کوانٹم مکینیکل ورژن تجویز کیے گئے ہیں اور تجرباتی طور پر نقلی. ان نقالیوں کا ایک اہم جزو ٹیلی پورٹیشن ہے، جس میں تجربے کے درمیانی مرحلے سے کسی حالت کو مؤثر طریقے سے شروع میں واپس بھیج دیا جاتا ہے۔ اس کے لیے ریاستوں کو الجھنا ہوگا۔ دوسرے لفظوں میں، انہیں لازمی طور پر ایک قسم کی کوانٹم ربط کا اشتراک کرنا چاہیے جو دو (یا زیادہ) ذرات کے درمیان پیدا ہوتا ہے جیسے کہ ایک کی حالت دوسرے سے آزادانہ طور پر بیان نہیں کی جا سکتی۔

چونکہ وقت کے سفر کی یہ نقلیں کوانٹم میکانکس پر انحصار کرتی ہیں، اس لیے وہ محققین کو کوانٹم سسٹمز کی نوعیت اور فوائد، اگر کوئی ہیں، کے بارے میں معنی خیز سوالات پوچھنے کے قابل بناتے ہیں۔ نئے کام میں، Arvidsson-Shukur، McConnell اور Yunger Halpern صرف اس بات کی چھان بین کرتے ہوئے کرتے ہیں کہ پسماندہ وقت کے سفر کے کیا فوائد ہو سکتے ہیں۔ کوانٹم میٹرولوجی - طبیعیات کا ایک شعبہ جو انتہائی درست پیمائش کرنے کے لیے کوانٹم میکانکس کا استعمال کرتا ہے۔

کوانٹم میٹرولوجی کا ایک عام مسئلہ کوانٹم مکینیکل پروبس کا استعمال کرتے ہوئے کسی نظام یا عمل کے کچھ نامعلوم پیرامیٹر کا تخمینہ لگانے سے متعلق ہے۔ ایک بار جب پروبس تیار ہو جاتی ہیں اور سسٹم کے ساتھ تعامل کے لیے بنائی جاتی ہیں، جس طرح پروبس کی حالت تبدیل ہوتی ہے وہ نامعلوم پیرامیٹر کے بارے میں معلومات کو انکوڈ کر دے گی۔ مقصد ہر تحقیقات کے مطابق زیادہ سے زیادہ معلومات سیکھنا ہے۔

بعد از انتخابی پیمائش اس میں مدد کر سکتی ہے۔ اس عمل میں، تجربہ کار ایک پیمائش کرتا ہے اور پھر، نتائج پر منحصر ہے، تجزیہ سے بعض تجرباتی نتائج کو شامل یا خارج کرنے کا انتخاب کرتا ہے۔ یہ ہر تحقیقات میں سیکھی گئی معلومات کو مرکوز کرتا ہے۔

اس سے پہلے، Arvidsson-Shukur، Yunger Halpern اور ان کے ساتھی demonstrated,en کہ کوانٹم سسٹم میں، ایک بہترین ان پٹ پروب حالت کا انتخاب ایک تجربہ کار کو کلاسیکی طور پر ممکن ہونے سے زیادہ معلومات فی پروب حاصل کرنے کے قابل بنا سکتا ہے۔ تاہم، عام طور پر تجربہ کار یہ سیکھتا ہے کہ تعامل ہونے کے بعد ہی کون سی ان پٹ حالت بہترین ہوتی۔ وقت کے سفر کے بغیر ایک منظر میں، یہ اچھا نہیں ہے.

مصنوعی وقتی سفر کا فائدہ

اگر، تاہم، تجربہ کار الجھاؤ ہیرا پھیری کے ذریعے بہترین ان پٹ حالت کو وقت کے ساتھ ٹیلی پورٹ کرتا ہے، تو تینوں سے پتہ چلتا ہے کہ اس سے نئے آپریشنل فوائد حاصل ہو سکتے ہیں۔ ان کی تجویز میں، ایک تجربہ کار زیادہ سے زیادہ الجھے ہوئے کوانٹم بٹس، یا کوئبٹس کا ایک جوڑا تیار کرتا ہے، جسے A اور C کہا جاتا ہے، علاوہ ازیں تحقیقات کے طور پر ایک اضافی کوئبٹ۔ مقصد تحقیقات کا استعمال کرتے ہوئے نامعلوم تعامل کی طاقت کی پیمائش کرنا ہے۔ ابتدائی طور پر، تجربہ کار A کے لیے بہترین ان پٹ حالت سے ناواقف ہے۔ پہلے مرحلے پر، پروب اور کوئبٹ اے آپس میں بات چیت کرتے ہیں۔ تعامل کے نامعلوم پیرامیٹر کے بارے میں معلومات کو پروب کی حالت میں انکوڈ کیا جاتا ہے۔ تاہم، ایک درمیانی مرحلے پر، تجربہ کار qubit A کی حالت کی پیمائش کرتا ہے۔ یہ پیمائش ابھی تک نامعلوم بہترین حالت کے بارے میں معلومات کو ظاہر کرتی ہے۔

اگلا، تجربہ کار اس معلومات کو اس بہترین حالت میں ایک معاون کوبٹ ڈی تیار کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ پھر، وہ qubits C اور D کی مشترکہ حالت کی پیمائش کرتے ہیں۔ اگر یہ مشترکہ حالت A اور C کی ابتدائی مشترکہ حالت سے مماثل نہیں ہے، تو پیمائش کو تجزیہ سے خارج کر دیا جاتا ہے۔ یہ مؤثر طریقے سے ان مثالوں کا انتخاب کرتا ہے جہاں بہترین طور پر تیار شدہ ریاست ڈی کوبٹ اے کی اصل حالت میں ٹیلی پورٹ کرتی ہے۔ ٹیلی پورٹیشن کا مطلب یہ ہے کہ جب تجربہ کار تحقیقات کی پیمائش کرتا ہے، تو وہ زیادہ سے زیادہ معلومات کے حصول کو ریکارڈ کرتے ہیں، حالانکہ انہوں نے ابتدائی طور پر، بہترین حالت میں تحقیقات کو تیار نہیں کیا تھا۔ .

تجربے کے دوران، تجربہ کار بہت سی غیر مماثل پیمائشوں کو رد کر دے گا۔ یہ مہنگا لگ سکتا ہے۔ تاہم، تجربہ کار جو پیمائشیں رکھتا ہے – وہ جہاں ٹیلی پورٹیشن کامیاب ہوتی ہے – فی تحقیقات میں اعلیٰ معلومات حاصل ہوتی ہے۔ مجموعی طور پر، چند بہترین تحقیقات سے حاصل کردہ معلومات جب متعدد آزمائشوں پر خلاصہ کی جاتی ہیں تو نقصانات سے کہیں زیادہ ہوتی ہیں۔

وقت کا سفر جسمانی طور پر ممکن ہے یا نہیں اس پر ابھی بھی بحث جاری ہے۔ تاہم، تجربہ کار کوانٹم میکانکس کا استعمال کر سکتے ہیں اور زیادہ درست پیمائش کرنے کے لیے لیب میں وقت کے سفر کی نقل کر سکتے ہیں۔ جیسا کہ Arvidsson-Shukur، McConnell اور Yunger Halpern نے اپنے مقالے میں یہ نتیجہ اخذ کیا، "جبکہ [ٹائم ٹریول] کی نقلیں آپ کو واپس جانے اور اپنے ماضی کو تبدیل کرنے کی اجازت نہیں دیتی ہیں، وہ آپ کو کل کے مسائل آج حل کرکے ایک بہتر کل بنانے کی اجازت دیتے ہیں۔"

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ طبیعیات کی دنیا