Зачем отправлять сообщение назад во времени, а затем закрывать его так, чтобы никто не мог прочитать его содержимое? Это может быть ключом к решению неразрешимых в настоящее время проблем.
Путешествие во времени — это всего лишь теория. Однако работа над этой теорией может позволить исследователям лучше понять, как осуществлять пока неразрешимые коммуникации. Если экспериментатор связывает сообщение с какой-то другой системой в лаборатории перед его отправкой, он или она может создать корреляции между сообщением, путешествующим во времени, и лабораторной системой, что может подпитывать квантовые вычисления.
Около десяти лет назад исследователь Дэйв Бэкон показал, что квантовый компьютер, путешествующий во времени, может быстро решить группу задач, известных как NP-полные, которые математики объединили как сложные. Проблема заключалась в том, что квантовый компьютер путешествовал по «замкнутым времениподобным кривым». Это пути сквозь ткань пространства-времени, которые замыкаются на себя. Общая теория относительности допускает существование таких путей через искривления в пространстве-времени, известные как червоточины.
Физики утверждают, что что-то должно остановить возникновение таких возможностей, поскольку это поставит под угрозу «причинность». Например, кто-то может вернуться назад во времени и убить своего дедушку, тем самым отрицая собственное существование.
Нарушение причинного потока времени имеет последствия и для квантовой физики. За последние два десятилетия исследователи показали, что основополагающие принципы квантовой физики нарушаются в присутствии замкнутых времениподобных кривых: можно преодолеть принцип неопределенности, который является неотъемлемой размытостью квантовых свойств, и теорему о запрете клонирования, которая гласит, что квантовые состояния не могут быть скопированы.
Однако эта новая работа показывает, что квантовый компьютер может решать неразрешимые проблемы, даже если он путешествует в одиночку по «открытым времениподобным кривым», которые не создают проблем причинности. Это происходит потому, что они не допускают прямого взаимодействия с чем-либо в собственном прошлом объекта: путешествующие во времени частицы или данные, которые они содержат, никогда не взаимодействуют сами с собой.
«Мы избегаем «классических» парадоксов, таких как парадокс дедушек, но все равно получаем все эти странные результаты», — сказал в пресс-релизе один из исследователей Майл Гу.
Квантовые частицы, отправленные во временную петлю, могут получить сверхвычислительную мощность, даже если частицы никогда ни с чем не взаимодействовали в прошлом. Причина, по которой существует эффект, заключается в том, что некоторая информация хранится в запутанных корреляциях; это то, что используют исследователи.
Результаты опубликованы в журнале npj Quantum Information.