Masa pusing ganti! Mesin masa kuantum sebenarnya sudah wujud Ia dua hala dan tidak boleh membawa manusia.

Jika seseorang memberitahu anda bahawa terdapat mesin masa sekarang, atau jenis yang boleh menghantar dalam kedua-dua arah, dan boleh membalikkan masa lalu dan masa depan, adakah anda akan percaya?

Malah, "mesin masa" ini telah dikaji di makmal saintis selama beberapa hari, tetapi penumpangnya bukan manusia, tetapi zarah.

Lebih tepat lagi, foton. Sama seperti ketika manusia berubah menjadi serigala jadian, serigala jadian berubah menjadi manusia. Dalam litar yang direka dengan teliti, foton ini berkelakuan seperti masa yang mengalir dalam kombinasi kuantum ke hadapan dan ke belakang.

Sonja Franke-Arnold, seorang ahli fizik kuantum di Universiti Glasgow di Scotland, berkata: "Ini adalah kali pertama dalam sejarah kita mempunyai mesin pengembaraan masa dua hala yang serupa .

Malangnya bagi peminat fiksyen sains, peranti ini tidak mempunyai persamaan dengan set DeLorean 1982 di China dan Austria Sepanjang percubaan pasukan, jam makmal terus berdegup ke hadapan Sahaja foton yang terbang melalui litar mengalami perubahan masa yang pelik Mendebatkan sama ada "anak panah masa" ini adalah nyata atau simulasi.

Walau bagaimanapun, fenomena yang membingungkan ini boleh membawa kepada kemunculan teknologi kuantum baharu.

​Menukar konsep masa

Sepuluh tahun lalu, ahli fizik Ia adalah yang pertama menyedari bertahun-tahun yang lalu bahawa peraturan aneh mekanik kuantum menterbalikkan konsep akal "masa".

Itu sahaja. Apabila anda mencari zarah, anda sentiasa mengesannya dalam satu lokasi seperti titik.

Tetapi sebelum diukur, zarah bertindak lebih seperti gelombang, menjelma sebagai "fungsi gelombang" yang merebak dan bergetar dalam berbilang laluan. Dalam keadaan yang tidak ditentukan ini, zarah-zarah wujud dalam keadaan kuantum kedudukan yang mungkin dipanggil "superposisi."

Dalam kertas kerja yang diterbitkan pada 2013, ahli fizik Giulio Chiribella, yang kini bekerja di Universiti Hong Kong, dan yang lain mencadangkan litar, Acara boleh dimasukkan ke dalam tindanan kronologi, yang merupakan melangkah lebih jauh daripada tindanan kedudukan dalam ruang.

Empat tahun kemudian, Rubino dan rakan sekerjanya secara langsung menunjukkan idea ini secara eksperimen. Mereka menghantar foton ke dalam superposisi dua laluan:

Dalam satu laluan, foton mula-mula mengalami peristiwa A, kemudian peristiwa B, dan di laluan lain, ia mengalami peristiwa B terlebih dahulu. , dan kemudian mengalami peristiwa A. Dari satu segi, setiap peristiwa seolah-olah menyebabkan peristiwa lain, fenomena yang kemudiannya dikenali sebagai sebab yang tidak tentu.

Tidak berpuas hati dengan hanya mengganggu susunan acara semasa masa bergerak ke hadapan, Chilibela dan rakan-rakannya seterusnya menyasarkan arah perjalanan masa itu sendiri, atau anak panah . Mereka mencari instrumen kuantum di mana masa memasuki superposisi dari masa lalu ke masa depan dan sebaliknya - anak panah masa yang tidak tentu.

Untuk melakukan ini, para penyelidik menyedari bahawa mereka memerlukan sistem yang boleh membuat perubahan yang bertentangan, seperti metronom yang lengannya boleh dihayun ke kiri atau kanan.

Mereka membayangkan sistem sedemikian dimasukkan ke dalam superposisi, seperti pemuzik membelok ke kanan dan ke kiri pada masa yang sama. seperti menghidupkan "metronom kuantum".

Selepas idea itu dicadangkan, ahli sihir optik segera mula membina model di makmal. Musim luruh lalu, kedua-dua pasukan mengumumkan binaan yang berjaya.

​

Permainan "Dua Mata"

Para penyelidik mereka bentuk permainan yang hanya boleh dimainkan oleh pemain ambidextrous kuantum. Bermain permainan ini dengan foton memerlukan penembakan foton ke dalam dua alat kristal, A dan B. Melepasi alat ke belakang menyebabkan polarisasi berputar dengan cara yang betul-betul bertentangan.

Sebelum setiap pusingan permainan, "pengadil" secara rahsia menetapkan gajet kepada salah satu daripada dua cara. Laluan ke hadapan melalui A dan kemudian ke belakang melalui B akan menyebabkan fungsi gelombang foton beralih secara relatif kepada laluan terbalik masa (undur melalui A dan kemudian ke hadapan melalui B), tetapi bukan sebaliknya.

Dalam permainan ini, pemain perlu memikirkan pilihan yang dibuat oleh pengadil. Selepas pemain menyusun alat mereka dan optik lain mengikut kehendak mereka, hantar foton melalui labirin.

Foton akhirnya akan muncul dalam salah satu daripada dua pengesan. Jika pemain menyediakan maze mereka dengan cara yang cukup bijak, klik pengesan yang memegang foton akan mendedahkan pilihan hakim.

Apabila pemain menyediakan litar supaya foton bergerak dalam satu arah sahaja dalam setiap gajet, maka, walaupun susunan sebab akibat A dan B tidak pasti, klik pengesan akan hanya lebih kurang 90% sepadan dengan tetapan alat rahsia.

Hanya apabila foton mengalami superposisi, menyebabkan ia melepasi ke hadapan dan ke belakang melalui dua gajet (fenomena yang dikenali sebagai "kuantum time flip" Menangi setiap pusingan eksperimen secara teori .

Tahun lalu, dua pasukan yang terletak di Hefei, China dan Vienna, Austria, kedua-duanya membina "kuantum time flip" mereka sendiri "litar. Selepas 1 juta pusingan ujian, pasukan Vienna meningkatkan kadar kejayaan permainan kepada 99.45%. Pasukan lain memenangi 99.6% pusingan.

Kedua-dua keputusan memecahkan 90% had teori dan membuktikan bahawa foton dalam model eksperimen telah mengalami superposisi dua transformasi bertentangan, jadi anak panah yang mewakili arah masa tidak pasti . ​

Tafsiran "Time Flip"

Walaupun penyelidik telah melakukan dan menamakan Quantum Time Flip, tetapi mereka tidak semua bersetuju tentang perkataan mana yang terbaik merangkumi kerja mereka.

Pada pandangan Chilibela, eksperimen ini mensimulasikan pembalikan "anak panah masa". Sebenarnya, flip sebenar memerlukan penyusunan struktur ruang-masa itu sendiri ke dalam superposisi dua bentuk geometri, di mana masa menunjukkan arah yang berbeza.

Dia berkata: "Jelas sekali, dari perspektif ini, percubaan ini tidak mencapai pembalikan masa nyata." bahawa kepentingan terbesar litar ini ialah ia telah mengambil langkah penting dalam mensimulasikan ruang dan masa. Para penyelidik mengatakan bahawa sifat boleh diukur foton berubah sama seperti jika mereka melalui superposisi sebenar dua geometri ruang masa.

Dan dalam dunia kuantum, tidak ada realiti di luar yang boleh diukur. "Dalam erti kata lain, dari negeri itu sendiri, tidak ada perbezaan antara simulasi dan perkara sebenar." tiada masa penyongsangan? Tidak mengapa

Walau apa pun, ahli fizik berharap keupayaan untuk mereka bentuk litar kuantum yang mengalir dalam dua cara pada masa yang sama boleh membawa kepada peranti baharu untuk pengkomputeran kuantum, komunikasi dan metrologi . "Ini membolehkan anda melakukan lebih daripada sekadar beroperasi dalam urutan," kata Cyril Branciard, ahli teori maklumat kuantum di Institut Néel Perancis

Sesetengahnya penyelidik membuat spekulasi bahawa perisa perjalanan masa bagi masa kuantum flipping mungkin membuat kuantum masa depan "membatalkan" mungkin. Yang lain menjangkakan bahawa litar yang beroperasi dalam kedua-dua arah secara serentak boleh membolehkan mesin kuantum beroperasi dengan lebih cekap.

Sesetengah penyelidik berkata: "Model ini boleh digunakan dalam permainan untuk mengurangkan kerumitan pertanyaan yang dipanggil."

Aplikasi praktikal sedemikian jauh dari jaminan. Walaupun litar litar masa memecah had prestasi teori dalam permainan tekaan Chiribella dan Liu, itu merupakan tugas yang direkayasa tinggi yang hanya berfungsi untuk menyerlahkan kelebihannya berbanding litar sehala dan masih jauh daripada aplikasi praktikal.

Tetapi pelik, fenomena kuantum niche nampaknya mempunyai kebolehan untuk membuktikan diri mereka berguna. Ahli fizik terkenal Anton Zielinger pernah berhujah bahawa jalinan kuantum - hubungan antara zarah yang dipisahkan - tidak membawa apa-apa yang baik.

Hari ini, jalinan kuantum memautkan nod dalam rangkaian kuantum yang baru lahir kepada qubit dalam komputer kuantum prototaip, dan penyelidikan Zillinger mengenai fenomena ini telah mendapat pengiktirafannya memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik 2022. Isu keterbalikan masa kuantum masih di peringkat awal.

Atas ialah kandungan terperinci Masa pusing ganti! Mesin masa kuantum sebenarnya sudah wujud Ia dua hala dan tidak boleh membawa manusia.. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!