第四色vvvv88 粒子模范上“回到夙昔”正走向现实，量子世界中时候旅行早已无处不在？
时候旅行是科幻演义的不朽主题之一第四色vvvv88，亦然东说念主类迄今尚未完了的一个联想。在量子科学谋划中，科学家正尝试在最微细的模范上完了时候轮回，通过量子纠缠将粒子或粒子所佩戴的信息传递到夙昔。
经过30多年悉力，科学家已有所打破。固然东说念主类穿越到夙昔简直莫得可能，但哪怕是现存探索，也将促进量子筹划、量子测量等范围的本事发展，致使还将鼓励量子范围的表面谋划。
——编者
当好意思国麻省理工学院物理学家赛斯·劳埃德初次提议量子时候轮回表面时，他莫快乐料我方会收到无数自称是“时候旅行者”的东说念主发来的“乞助”邮件。他开打趣说，如果时候不错倒流，他可能就不会这样作念了。
缺憾的是，劳埃德无法回到夙昔。固然莫得东说念主会回到夙昔，但粒子也许不错。
表面上，物理学家们早已假定过通往夙昔的时候轮回。但由于这一遐想存在诸多不切现实的贫苦和悖论，它一直被以为是不可能的。咫尺，劳埃德和他的同业们也曾动手证明，在量子范围，这些通往夙昔的时候轮回不仅在表面层面是可能的，致使在实验层面亦然可行的。换句话说，咱们很快不错尝试把粒子送回到夙昔。
如果实验胜仗，即使弗成让东说念主回到夙昔，咱们也有可能将音讯，至少是量子信号送回夙昔。更迫切的是，谋划这一风景将带咱们深入了解因果干系的骨子、量子表面的含义，以及咱们如何才可能发展出一个更全面的、收拢现实骨子的新表面。
行使量子纠缠
操控时候轮回
表面上，创造大模范通往夙昔的路，需要黑洞这样的大而无当让时空报复到自我闭合，这彰着难以在实验室完了。或者，在实验室中可通过量子纠缠，在粒子模范上把信息发送回夙昔
在物理学中，时候轮回更安妥的称号是“顽固类时弧线”（CTC），最早出咫尺爱因斯坦的广义相对论中，该表面以为时空不错报复。
表面上，如果能让时空弥漫报复，它就会自我闭合，从而造成通往夙昔的路。惟一的问题是，要产生如斯大幅度的时空报复，需要质地极大的物体以十分快的速率旋转。现实中，可能只好黑洞能得志条目——而这彰着不是咱们在实验室里能造出来的。
不外，这类情况适用于相对较大的时候轮回，即表面上让东说念主类穿越到夙昔的那种。那么，如果是在最微细的模范上操作时候轮回呢？在量子力学范围，已有打破性的实验标明，咱们不错在这个范围中构建数学上等效的时候轮回，这等于量子顽固类时弧线（简称量子CTC）。
历久以来，物理学家对“量子范围中的时候轮回”这个想法嗤之以鼻，主若是因为这与东说念主们所以为的时候在这一框架中的运行形状不符。
东说念主们以为，与广义相对论比较，时候在量子力学中的运行形状大相径庭。事实上，物理学家试图将相对论和量子力学和会起来，找到一种能在各样模范上描摹现实的表面，而这种不一致恰是他们面对的一个最大按捺。
在相对论中，时候和空间交汇在时空结构中，因此时候可在引力的影响下裁汰和拉伸。而在量子力学中，时候时时被视为在配景中约束滴答作响的钟表——因果干系恒久是因在前、果在后。
这听起来似乎完全撤消了量子时候轮回的可能性。但是，一种日益流行的量子力学不雅点以不同的形状看待时候，这种形状被称为“逆因果性”。它的出现源于对量子力学中“纠缠”这一奇特特色的念念考不合。
当两个粒子发生纠缠时，即使相距数十光年，它们也会证据出吞并个量子态。举例，测量其中一个粒子的景况，就能坐窝知说念另一个粒子的景况。如果这些纠缠的粒子相互通讯，那么这种交换必须发生在超光速下，而相对论对此是退却的。爱因斯坦对纠缠持怀疑气派，他以为闭幕必须是事前细主张，但这少量在实验中一再被撤消。
东说念主们时时以为，量子纠缠挑战了咱们的位置意见——即物体之间的空间很迫切。换句话说，纠缠证明了量子力学是“非局域”的：它不在乎距离。
与此相背，“逆因果性”将纠缠视为一种跨越时候的汇集。在这种解释中，当你测量一个纠缠的粒子时，一个信号被发送回它纠缠的时候，并跟着另一个粒子通盘前进，从而排斥了在庞大距离上传递瞬时信息的需要。局域性得以保留，但范例的因果性被断念了。
尽管咱们不知说念哪种解释是正确的，但历久以来，主流不雅点一直以为量子力学曲直局域的，而逆因果性则主要停留在形而上学层面。
1991年，英国牛津大学表面物理学家戴维·多伊奇行使逆因果性提议了量子CTC的意见。多伊奇试图行使量子物理学的某些表面来绕过任何波及因果干系的悖论，举例“祖父悖论”。该悖论假定又名时空旅行者回到夙昔杀死了我方的祖父，从而也辩说了本身的存在。
多伊奇的表面受到量子力学多世界解释的启发：他以为，一个穿越时空的粒子如果回到夙昔并遗弃了我方，那么它仅仅参预了多元全国的另一个分支。但其他东说念主以为这并弗成料理悖论。
笔据将来“愿望清单”
窜改夙昔
在一个念念想实验中，科学家将来自将来的“愿望清单”音讯传送回夙昔，从而调度粒子的驱动景况。不外，该实验现实仅有1/4的胜仗率，科学家丢弃了总计不想要的闭幕，这让它看上去像是舞弊
2010年，劳埃德和共事们发表了一个更新版的量子CTC，该版块无需调用多元全国来料理“祖父悖论”。它使用了量子筹划中一种名为“后禁受”的妙技。“后禁受”的酷爱是先进行无数筹划或测量，然后断念那些没能输出想要的闭幕的那部分。
量子世界中，老是存在不细目性要素——粒子存在于一团可能的景况中，直到有东说念主对其进行测量。因此，劳埃德团队提议了一种法子，即行使后禁受和纠缠往返到夙昔，并窜改夙昔那些从未被测量过的事情。劳埃德指出，必须强调的是，夙昔具有细目闭幕的事情是无法窜改的。这对于那些但愿尝试时候旅行的东说念主来说无疑是个坏音讯。
事实证明，劳埃德版块的量子CTC不错阐扬惊东说念主作用。比如在计量学范围，行使量子力学系统，咱们对诸如磁场、光，致使引力波等的测量精度，不错远超经典物理所能达到的水平。
但问题在于如何设计这样的测量实验。时时情况下，你并不掌执将要进行的实验所需的信息，举例磁场的标的。莫得这些信息，就不知说念该如何准备一个粒子，以便对其进行最好测量。
好意思国马里兰大学的尼科尔·哈尔珀恩、英国剑桥大学的戴维·舒库尔以及瑞士苏黎世联邦理工学院的艾丹·麦康奈尔就曾被这一问题所困扰，直到哈尔珀恩看到了劳埃德的量子CTC想法。
2023年，这三位谋划东说念主员发表了一个念念想实验，空洞了如何有用行使粒子来创建劳埃德提议的“量子时候轮回”。这个实验波及到一组粒子在一个止境规矩中的纠缠和测量。
为了便于领悟，谋划小组用比方的形状来描摹这个念念想实验：某东说念主计划给一又友寄一份礼物，知说念需要三天智商送到。他在第一天寄出了礼物，但恼东说念主的是，第二天他收到了一又友的愿望清单。于是，他行使时候轮回将信息传送回夙昔，调度了已寄出的礼物，这样一又友就能正好得到他想要的礼物。
在现实的念念想实验中，礼物是粒子A，而“愿望清单”则对应粒子C的一个量子力学特色，即自旋。一朝知说念了这少量，实验者就能使用粒子D来流通夙昔，以影响粒子A的属性，使其与粒子C的特色保持一致。
出于本事原因，这个流程现实上只好1/4的胜仗几率，其他闭幕则在后禁受流程中被丢弃了，这可能看起来像是在舞弊。但谋划东说念主员以为，念念想实验波及的测量法子决定了夙昔的某些事情：在量子力学中，这在数学上等同于将景况传送回夙昔，粒子A的夙昔景况是由将来实验中设定的条目决定的。
“我可爱他们的谋划。”好意思国加州查普曼大学的形而上学家艾米丽·阿德拉姆说。但她暗意，这并不是信得过的逆因果性——如果是，那它应该每次齐能胜仗。“确切情况是，他们丢弃了总计产生造作闭幕的实验。”而况，她强调，这仅仅一个念念想实验，莫得任何东西确实被送回到夙昔。
一项确切实验
将畅谈转为行径
将测得的量子最好景况通过量子纠缠发送回夙昔，该实验将物理学家的历久探索从畅谈转为行径。如果用来解释很大批子风景的逆因果性是正确的，这意味着时候旅行在量子范围已无处不在
念念想实验发表后，谋划小组又与加拿大多伦多大学的物理学家艾弗莱姆·斯坦伯格通盘，进一步设计了一个确切实验。这将波及通过量子CTC向夙昔发送确切的单个光子。
与此同期，舒库尔和他的共事们也追忆“初心”，动手行使量子CTC开展更准确的测量职责，并得回了巨猛进展。
在本年3月发表的一项实验中，他们展示了如何行使量子CTC模拟来进步量子处理器的着力。这就像你和一又友通盘去不雅星，一又友们齐看到了流星，你却不雅测错了所在。但这项实验能帮你带着正确的不雅星所在回到夙昔，弥补这一缺憾。且这一次，舒库尔和共事们作念到了不丢弃任何闭幕。
这是奈何完了的？舒库尔的谋划小组设计了一个实验，波及两个被建设为超导量子比特的原子和一个未知场，这个未知场可能是电场、磁场等。他们但愿通过监测其中一个量子比特的自旋变化来估算未知场的强度。如果他们不知说念场的标的，就无法准备自旋。时时情况下，这类问题的料理决策是准备好多具有不同自旋的量子比特，并行使这些量子比特来推算出场的情况。但这种法子耗时长、耗尽大。
更好的法子是行使量子纠缠将该景况发送回夙昔。在实验中，两个纠缠的量子比特之一被置于场的影响之下。然后，谋划东说念主员准备对纠缠的另一方进行测量，以将最好景况送回到处于场中的量子比特。
劳埃德对此印象真切。他说，物理学家们历久以来一直在商榷将量子信息传送回夙昔。“这篇论文的伟大之处在于它不是畅谈，而是行径。”
劳埃德指出，这将带来各方面的本事上风。不仅是在量子筹划范围，在博弈论中也很有用，“有了模拟时候轮回，玩家们就无法舞弊了”。
永恒来看，这项实验可能是为逆因果性表面在学界“正名”的一个机会。好意思国圣何塞州立大学的量子物理学家肯·沃顿一直是逆因果性表面的倡导者，他暗意：“量子信息范围的谋划者从这一非主流的不雅点中得到了启发，并得回了一些闭幕，这很有劝服力。”如果逆因果性是正确的，这意味着时候旅行在量子范围也曾无处不在。
“薛定谔的猫”
或现幸福大结局
即使胜仗创建量子时候轮回，也无法把东说念主类送回夙昔。但或者不错行使量子时候旅行来奥妙调渡夙昔，给量子版“薛定谔的猫”一个幸福大结局
逆因果性表面的一个迫切孝顺在于，它鼓励了量子力学和广义相对论中对时候的处理形状的融合，这一范例对于完了量子引力表面至关迫切。
谋划东说念主员以为，任何量子引力表面齐必须在相对论和量子力学对时候的领悟之间建设一致性。因此，如果能够建设一个对于量子力学中顽固类时弧线如何运作的有用模子，这将是创建和考据量子引力表面的一猛进展。
如果科学家胜仗创建了量子时候轮回，咱们是否有一天不错把东说念主类送回夙昔？这彰着还不可能，因为包括纠缠在内的量子态齐极其脆弱。
这等于为什么量子实验时时要在真空中的单个原子上进行，要知说念即使是一个“途经”的空气分子也可能碎裂其景况。要将咱们肉体中数以亿计的原子关联起来，并将它们与我方夙昔肉体中的原子纠缠在通盘，这是完全不现实的。
不外，也许咱们不错行使量子时候旅行，来奥妙而有用地调渡夙昔。比如，不错建设一双纠缠粒子，再将它们永久保存，这样就可将之行动一种时候标识。将来物理学家可行使逆因果性来调度粒子的景况，从而影响夙昔物理学家在测量这些粒子时得到的闭幕。
天然，这一作念法不可能用于顺利窜改现实世界中的一些悲催事件，但也许可将量子测量的闭幕与现实世界关联起来，从而在表面上窜改历史的程度。
量子CTC版的“薛定谔的猫”会是一个酷爱的念念想实验：猫被放在一个箱子里，箱子里有一瓶毒药，毒药的开释由一个处于近似态的量子粒子限定——这意味着毒药可能开释，也可能不开释。而猫在咱们绽开箱子之前，既是死的亦然活的，直到咱们测量了粒子，它才会决定猫是哪个景况。
咫尺，有了量子CTC，也许咱们就能把最好景况送回到夙昔，给咱们的猫咪一又友一个“幸福大结局”。
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正常生计中，时候似乎是一个线性的程度，从夙昔到咫尺，再到将来。可是，量子物理却展示了一个完全不同的时候形象——在微不雅世界中，粒子不错同期存在多个景况的近似，时候也不再是一个指向单一的统统常量，而呈现出愈加复杂和玄妙的形貌。
量子纠缠与时候悖论
量子纠缠是量子力学中最奇异的风景之一，爱因斯坦称之为“阴魂般的远距作用”。
两个纠缠的粒子即使相隔千万里，也能一刹影响相互的景况。这种风景不仅挑战了东说念主们对空间的领悟，也对时候意见提议了新的疑问。它让咱们念念考时候是否真如咱们所感知的那样单向流动。
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在量子力学的框架内，时候旅行的可能性是有表面基础可循的。
通过量子隧穿效应，粒子能够一刹穿越看似不可逾越的按捺，仿佛在时候中率先。这种风景领导咱们，时候可能不是一条单一的直线，而是一种多维度的存在。
领悟量子时候
如何领悟量子物理中的时候意见？联想一下，你在不雅看一部电影。时时情况下，你会从新到尾按规矩不雅看。但如果你有一台卓著的遥控器，不错自便跳转到电影的任何部分，这等于量子时候的一种比方。
在微不雅世界中，粒子和事件不错不受咱们旧例时候不雅念的截至，自便率先。
量子物理揭示了时候的复杂性和各样性第四色vvvv88，远超出咱们的直观领悟。通过深入谋划这些风景，咱们不仅不错更好地领悟全国的骨子，也可挑战和膨大咱们的念念维规模。