Cambridge menggunakan simulasi perjalanan waktu untuk memecahkan masalah yang ‘mustahil’.

Fisikawan telah menunjukkan bahwa model simulasi perjalanan waktu virtual dapat memecahkan masalah eksperimental yang tampaknya mustahil diselesaikan dengan menggunakan fisika standar.

Jika para penjudi, investor, dan peneliti kuantitatif dapat membelokkan panah waktu, keuntungan mereka akan jauh lebih tinggi, sehingga menghasilkan hasil yang jauh lebih baik.

Para peneliti di Universitas Cambridge telah menunjukkan bahwa dengan memanipulasi keterjeratan – sebuah fitur teori kuantum yang membuat partikel terhubung secara intrinsik – mereka dapat mensimulasikan apa yang akan terjadi jika seseorang dapat melakukan perjalanan kembali ke masa lalu. Jadi, para penjudi, investor, dan penggiat eksperimen kuantitatif, dalam beberapa kasus, dapat secara surut mengubah tindakan mereka di masa lalu dan meningkatkan hasil mereka di masa kini.

Simulasi dan putaran waktu

Apakah partikel dapat melakukan perjalanan mundur dalam waktu merupakan topik kontroversial di kalangan fisikawan, meskipun para ilmuwan telah melakukannya sebelumnya Simulasi tentang perilaku putaran ruang-waktu ini jika benar-benar ada. Dengan menghubungkan teori baru mereka dengan metrologi kuantum, yang menggunakan teori kuantum untuk melakukan pengukuran yang sangat sensitif, tim Cambridge telah menunjukkan bahwa keterjeratan dapat memecahkan masalah yang tampaknya mustahil. Studi ini dipublikasikan pada 12 Oktober di jurnal Surat ulasan fisik.

“Bayangkan Anda ingin mengirimkan hadiah kepada seseorang: Anda harus mengirimkannya pada hari pertama untuk memastikan hadiah tersebut tiba pada hari ketiga,” kata penulis utama David Arvidsson-Shukur, dari laboratorium Hitachi di Cambridge. “Namun, Anda hanya menerima daftar keinginan orang tersebut pada hari kedua. Jadi, dalam skenario kronologis ini, tidak mungkin bagi Anda untuk mengetahui sebelumnya apa yang mereka inginkan sebagai hadiah dan memastikan bahwa Anda mengirimkan hadiah yang tepat.”

“Sekarang bayangkan Anda dapat mengubah apa yang Anda kirimkan pada hari pertama dengan informasi dari daftar keinginan yang Anda terima pada hari kedua. Simulasi kami menggunakan manipulasi keterikatan kuantum untuk menunjukkan bagaimana Anda dapat mengubah tindakan masa lalu Anda secara surut untuk memastikan hasil akhirnya sesuai dengan keinginan Anda. ingin.

Memahami keterikatan kuantum

Simulasi ini mengandalkan keterjeratan kuantum, yang terdiri dari koneksi kuat yang dapat dimiliki oleh partikel kuantum, dan partikel klasik – yang diatur oleh fisika sehari-hari – tidak dapat melakukannya.

Keunikan fisika kuantum adalah jika dua partikel cukup dekat satu sama lain untuk berinteraksi, mereka dapat tetap terhubung meski terpisah. Ini adalah dasarnya Statistik kuantitatif Memanfaatkan partikel kontinum untuk melakukan penghitungan yang terlalu rumit untuk komputer klasik.

“Dalam proposal kami, seorang ilmuwan eksperimental melibatkan dua partikel,” kata rekan penulis Nicole Younger Halpern, peneliti di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) dan Universitas Maryland. “Partikel pertama kemudian dikirim untuk digunakan dalam percobaan. Setelah memperoleh informasi baru, pelaku eksperimen memanipulasi partikel kedua untuk secara efektif mengubah keadaan sebelumnya dari partikel pertama, sehingga mengubah hasil percobaan.

“Efeknya luar biasa, tapi hanya terjadi sekali dari empat kali!” kata Arvidsson-Shukur. Dengan kata lain kemungkinan kegagalan simulasi adalah 75%. Namun kabar baiknya adalah Anda tahu jika Anda telah gagal. Jika kita berpegang pada analogi hadiah kita, satu dari empat kali hadiahnya adalah yang Anda inginkan (misalnya sepasang celana), dan di lain waktu akan berupa sepasang celana tetapi ukurannya salah, atau warnanya salah, atau itu akan menjadi jaket.”

Aplikasi praktis dan keterbatasan

Untuk memberikan relevansi teknis pada model mereka, para ahli teori menghubungkannya dengan ilmu pengukuran kuantitatif. Dalam eksperimen kuantifikasi yang umum, foton—partikel kecil cahaya—disorot pada sampel yang diinginkan dan kemudian direkam menggunakan kamera jenis khusus. Agar percobaan ini efektif, foton harus dipersiapkan dengan cara tertentu sebelum mencapai sampel. Para peneliti telah menunjukkan bahwa meskipun mereka belajar bagaimana menyiapkan foton dengan lebih baik hanya setelah foton mencapai sampel, mereka dapat menggunakan simulasi perjalanan waktu untuk mengubah foton asli secara retroaktif.

Untuk menghadapi kemungkinan kegagalan yang tinggi, para ahli teori mengusulkan pengiriman foton terjerat dalam jumlah besar, mengetahui bahwa beberapa di antaranya pada akhirnya akan membawa informasi yang benar dan terkini. Mereka kemudian menggunakan filter untuk memastikan foton yang tepat masuk ke kamera, sementara filter menolak foton “buruk” lainnya.

“Pikirkan analogi kita sebelumnya tentang hadiah,” kata rekan penulis Aidan McConnell, yang melakukan penelitian ini sambil menyelesaikan gelar masternya di Laboratorium Cavendish di Cambridge, dan sekarang menjadi mahasiswa PhD di ETH, Zurich. “Misalkan mengirim hadiah tidak mahal, dan kita bisa mengirim beberapa paket pada hari pertama. Pada hari kedua kita tahu hadiah mana yang harus kita kirimkan. Pada saat paket tiba pada hari ketiga, satu dari setiap empat hadiah akan diterima. benar, dan kami memilihnya.” Dengan memberi tahu penerima kiriman mana yang harus dibuang.

“Bahwa kami perlu menggunakan seorang kandidat agar uji coba kami berhasil sebenarnya sangat meyakinkan,” kata Arvidsson-Shukur. “Dunia akan menjadi sangat aneh jika simulasi perjalanan waktu berhasil setiap saat. Relativitas dan semua teori yang menjadi dasar pemahaman kita tentang alam semesta tidak akan ada lagi.”

“Kami tidak mengusulkan mesin penjelajah waktu, kami mengusulkan pendalaman mendalam terhadap dasar-dasar mekanika kuantum. Simulasi ini tidak memungkinkan Anda untuk kembali dan mengubah masa lalu, namun memungkinkan Anda menciptakan hari esok yang lebih baik dengan memperbaiki masalah kemarin hari ini.”

Referensi: “Fitur non-klasik dalam metrologi yang dihasilkan oleh simulasi kuantum kurva waktu virtual tertutup” oleh David R. M. Arvidsson-Shukur, Aidan G. McConnell, dan Nicole Yunger Halpern, 12 Oktober 2023, Surat ulasan fisik.
doi: 10.1103/PhysRevLett.131.150202

Pekerjaan ini didukung oleh American Sweden Foundation, Lars Herta Memorial Foundation, Girton College, dan Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), bagian dari UK Research and Innovation (UKRI).