量子糾纏揭示模擬時光倒流的可能

有時候,在做出選擇前能預知結果會是多麼令人欣喜的事情,無論是在日常生活中,還是在神秘莫測的量子力學世界。而現在,量子力學為我們展示了一個能在今天改變昨天選擇的奇特途徑。

不過,別興奮得太早,這並非真正的時光旅行,物理學家們對真正的時光旅行持懷疑態度。不過,通過「量子糾纏(Quantum Entanglement)」的奇特性質,科學家們可以模擬一個封閉的時光循環。當兩個粒子交糾結時,即便它們相隔遙遠,它們仍然處於一個狀態,改變其中一個,另一個也會瞬間改變。

簡單來說,一個粒子可以被準備好,交糾結後送到實驗中,然後科學家們可以修改它的交糾結伴侶,從而改變實驗中粒子的行為。

研究作者解釋說:「在我們的方案中,實驗者交糾結兩個粒子,然後將第一個粒子送到實驗中。在獲得新信息後,實驗者操縱第二個粒子,從而有效地改變第一個粒子的過去狀態,改變實驗的結果。」

成功機率只有1/4

要能夠預先知道朋友想收到的禮物是需要巧思的。(圖/株式會社小學館)
要能夠預先知道朋友想收到的禮物是需要巧思的。(圖/株式會社小學館)

想像一下,你想在第一天寄出一個禮物,以確保它在第三天到達,但你直到第二天才收到對方的願望清單。在這種情況下,你無法提前知道對方想要什麼禮物。但現在,通過量子糾纏的操作,你可以在第二天收到清單後,改變第一天寄出的禮物,以確保最終的結果是你想要的。

這聽起來是不是像時光旅行?不幸的是,並不是。這只是一個模擬,因為它(量子糾纏)以概率方式產生這種效應。也就是說,有時候它看起來像是時光旅行,但並非每次都如此。

研究的主要作者大衛(David Arvidsson-Shukur)指出:「這種效應很神奇,但它只有四分之一的時間會發生!換句話說,這個模擬有75%的失敗機率——但有個好消息是,你會知道是否失敗。」

通過發送大量交糾結的光子(光的粒子),其中一些光子攜帶正確的信息,你可以在事後以這種方式完善實驗。你會使用一個過濾器來實際看到似乎已經時光旅行的光子。

大衛補充說:「我們需要使用過濾器來使實驗工作,這實際上非常令人放心。如果我們的時光旅行模擬每次都有效,世界會變得非常奇怪。相對論和我們所有基於它們來理解宇宙的理論都會失效。」
該研究發表在最新一期的《物理評論信件》期刊。

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參考論文:

1.Nonclassical Advantage in Metrology Established via Quantum Simulations of Hypothetical Closed Timelike Curves. PHYSICAL REVIEW LETTERS

延伸閱讀:

1.美國物理學家宣稱發現時空旅行方法,但可行性遭到質疑