Տպել
Քեմբրիջի համալսարանի մի խումբ ֆիզիկոսներ հետաքրքիր փորձեր են կատարել դեպի անցյալ ճանապարհորդությունը մոդելավորելու համար:
Նրանց նոր հետազոտությունը, որը հրապարակվել է Physical Review Letters ամսագրում, ցույց է տալիս, որ մանիպուլյացիայի միջոցով խճճվածությունը (քվանտային տեսության հատկանիշ, որը հանգեցնում է մասնիկների անքակտելի կապի) նրանք կարող են մոդելավորել, թե ինչ կարող է պատահել, եթե հնարավոր լիներ ժամանակի մեջ դեպի անցյալ ճանապարհորդել։ Եթե նման ճամփորդությունը հնարավոր լիներ իրական ժամանակում, ներդրողները, քվանտային փորձարարները և շատ ուրիշներ, որոշ դեպքերում, կարող էին փոխել իրենց անցյալի գործողությունները և բարելավել իրենց վիճակը ներկայում:
Արդյոք մասնիկները կարո՞ղ են ժամանակի մեջ ճանապարհորդել․ սա ֆիզիկոսների համար ամենահակասական հարցերից մեկն է, թեև գիտնականները նախկինում ստեղծել են մոդելավորման մոդելներ, թե ինչ վարքագիծ կարող են դրսևորել նման տարածա-ժամանակային հանգույցները, եթե դրանք իրականում գոյություն ունենային: Համատեղելով իրենց նոր տեսությունը քվանտային չափագիտության հետ, որն օգտագործում է քվանտային տեսությունը խիստ զգայուն չափումներ կատարելու համար, Քեմբրիջի թիմը ցույց է տվել, որ քվանտային խճճվածությունը կարող է լուծել խնդիրներ, որոնց լուծումն այլ կերպ անհնար է թվում։
«Պատկերացրեք, որ ուզում եք ինչ-որ մեկին նվեր ուղարկել. այն պետք է ուղարկեք առաջին օրը, որպեսզի համոզվեք, որ այն կհասնի երրորդ օրը,- բացատրել է հետազոտության առաջատար հեղինակ Դեյվիդ Արվիդսոն-Սուկուրը Hitachi Cambridge Laboratory-ից,- Սակայն այդ մարդու ցանկությունների ցանկը ստանում եք միայն երկրորդ օրը։ Այսպիսով, այս ժամանակագրական սցենարում դուք չեք կարող նախապես իմանալ, թե ինչ է ուզում այդ մարդը որպես նվեր, որպեսզի կարողանաք ուղարկել նրան այն, ինչ անհրաժեշտ է:
Հիմա պատկերացրեք, որ կարող եք փոխել այն, ինչ ուղարկել եք առաջին օրը՝ երկրորդ օրը ստացած ցանկությունների ցանկից ստացված տեղեկություններով: Մեր սիմուլյացիան օգտագործում է քվանտային խճճվածության մանիպուլյացիաներ՝ ցույց տալու համար, թե ինչպես կարող եք հետադարձ կերպով փոխել ձեր նախորդ գործողությունները, որպեսզի վերջնական արդյունքը լինի հենց այն, ինչ ցանկանում եք»:
Մոդելավորումը հիմնված է քվանտային խճճվածության վրա, որը բաղկացած է ամուր հարաբերակցություններից, որոնք քվանտային մասնիկները կարող են կիսել, իսկ դասական մասնիկները, որոնք ենթարկվում են «ամենօրյա» ֆիզիկային, չեն կարող:
Քվանտային ֆիզիկայի առանձնահատկությունն այն է, որ եթե երկու մասնիկներ բավականաչափ մոտ են միմյանց փոխազդելու համար, դրանք կարող են կապված մնալ նույնիսկ այն ժամանակ, երբ առանձնացված են: Սա քվանտային հաշվարկի հիմքն է․ օգտագործվում են միացված մասնիկներ անելու համար հաշվարկներ, որոնք չափազանց բարդ են դասական համակարգիչների համար:
«Մեր առաջարկի մեջ փորձարարը խճճում է երկու մասնիկ, – ասում է Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտի (NIST) և Մերիլենդի համալսարանի հետազոտող, հետազոտության համահեղինակ Նիկոլ Յունգեր Հալպերնը,- Առաջին մասնիկը այնուհետև ուղարկվում է փորձի մեջ օգտագործելու համար: Հաշվի առնելով նոր տեղեկությունները՝ փորձարարը մանիպուլյացիայի է ենթարկում երկրորդ մասնիկը, որպեսզի արդյունավետ կերպով փոխի առաջին մասնիկի անցյալ վիճակը՝ փոխելով փորձի արդյունքը»:
Արդյունքները, ըստ գիտնականների, շատ հետաքրքիր են, բայց դրանց կարելի է հասնել չորսից միայն մեկի դեպքում։ Այսինքն՝ սիմուլյացիայի ձախողման հավանականությունը 75% է։
«Բայց լավ նորությունն այն է, որ դուք գիտեք, թե արդյոք ձախողվել եք,- ասել է Արվիդսոն-Սուկուրը,- Եթե շարունակենք նվերի մեր անալոգիան, ապա չորս դեպքից մեկում այն կլինի ցանկալի նվերը (օրինակ՝ տաբատ), մյուս դեպքերում կլինի տաբատ, սակայն սխալ չափսի կամ սխալ գույնի, կամ այն կլինի բաճկոն»։
Տեսաբաններն իրենց մոդելը կապել են քվանտային չափագիտության հետ։ Տիպիկ քվանտային չափագիտության փորձի ժամանակ ֆոտոնները՝ լույսի փոքր մասնիկները, լուսավորում են հետաքրքրող նմուշը և այնուհետև հայտնաբերվում հատուկ տեսակի տեսախցիկի միջոցով: Որպեսզի այս փորձն արդյունավետ լինի, ֆոտոնները պետք է որոշակի ձևով պատրաստվեն մինչև նմուշին հասնելը: Հետազոտողները ցույց են տվել, որ նույնիսկ եթե նրանք սովորեն, թե ինչպես լավագույնս պատրաստել ֆոտոնները միայն այն բանից հետո, երբ ֆոտոնները կհասնեն նմուշին, նրանք կարող են օգտագործել ժամանակի ճամփորդության սիմուլյացիան՝ հետադարձ կերպով փոխելու սկզբնական ֆոտոնները:
Իսկ ձախողման մեծ հավանականությունից խուսափելու համար տեսաբաններն առաջարկում են օգտագործել հսկայական քանակությամբ խճճված ֆոտոններ՝ իմանալով, որ դրանց մի մասը, ի վերջո, կկրի ճիշտ, թարմացված տեղեկություն: Այնուհետև կարող է օգտագործվել ֆիլտր՝ ապահովելու համար, որ ճիշտ ֆոտոնները հայտնվեն տեսախցիկի տեսադաշտում, իսկ ֆիլտրը մերժի մնացած «վատ» ֆոտոնները։
«Հիշեք նվերների մեր նախկին անալոգիան,- ասել է հետազոտության համահեղինակ Էյդան ՄըքՔոնելը,- Պատկերացնենք, որ նվերների առաքումն էժան է, և մենք կարող ենք շատ փաթեթներ ուղարկել առաջին օրը։ Երկրորդ օրը պարզում ենք, թե ինչ նվեր պետք է ուղարկեինք։ Երբ փաթեթները հասնեն երրորդ օրը, յուրաքանչյուր չորս նվերից մեկը ճիշտ կլինի, և մենք ընտրում ենք դրանք՝ հասցեատիրոջը ասելով, թե որ փաթեթները պետք է դեն նետվեն»:
«Այն, որ մենք պետք է օգտագործենք ֆիլտր, որպեսզի մեր փորձն աշխատի, իրականում շատ հուսադրող է,- ասել է Արվիդսոն-Սուկուրը,- Աշխարհը շատ տարօրինակ վայր կլիներ, եթե մեր ժամանակային ճանապարհորդության սիմուլյացիան ամեն անգամ աշխատեր: Հարաբերականության տեսությունը և բոլոր այն տեսությունները, որոնց վրա մենք կառուցում ենք տիեզերքի վերաբերյալ մեր ըմբռնումը, կդառնան անտեղի»:
«Մենք չենք առաջարկում ժամանակի ճամփորդության մեքենա, այլ ավելի շուտ խորը սուզում քվանտային մեխանիկայի հիմունքների մեջ: Այս մոդելավորումները թույլ չեն տալիս հետ գնալ և փոխել անցյալը, բայց թույլ են տալիս ավելի լավ ապագա ստեղծել՝ երեկվա խնդիրները լուծելով այսօր»,- հավելել է նա:
