用量子纠缠和量子隐形传态模拟时光旅行并提升精度度

发布时间：2023-10-21 13:04:24 所属栏目：外闻来源：

导读：我们都听说过时光旅行，也就是能够回到过去或者前往未来的想法。这听起来很有趣，但是在物理学中，时光旅行是一个非常复杂和有争议的话题。有些人认为时光旅行是不可能的，因为它会导致逻辑悖论，比如你回到过去杀死

我们都听说过时光旅行，也就是能够回到过去或者前往未来的想法。这听起来很有趣，但是在物理学中，时光旅行是一个非常复杂和有争议的话题。有些人认为时光旅行是不可能的，因为它会导致逻辑悖论，比如你回到过去杀死了你自己的祖父，那么你就不会存在，那么你就不能回到过去杀死你的祖父。有些人坚持认为时光旅行理论上是万分之一可能的，但是需要我们满足物理实验的一些特殊的条件，比如存在物理量守恒定律的一个闭合时空曲线。

什么是闭合时空曲线呢？简单地说，它就是一个世界线，也就是一个物体在时空中的运动轨迹，它能够回到自己的起点。这听起来很奇怪，但是在广义相对论中，并没有什么原则禁止闭合时空曲线的存在。当然，我们并没有在这个世界中观察到闭合空间曲线，所以它们不确定只是一种技术上的可能性。

那么，如何用量子纠缠和量子隐形传态来模拟闭合时空曲线呢？我们可以想象这样一个实验：我们有两个纠缠的粒子A和B，它们分别处于两个不同的实验室L1和L2。我们把粒子A送入一个未知的量子相互作用U，并测量它的输出态O。然后我们把输出态O通过量子隐形传态发送给L2，并用它来制备粒子B的输入态I。最后我们把粒子B送入相同的量子相互作用U，并测量它的输出态O’。这样一来，我们就相当于把粒子B从未来传送到过去，并让它参与了相互作用U。

这个实验有什么意义呢？我们可以用它来做一些计量学方面的任务。计量学是一门研究如何利用物理系统来测量未知参数或者信号的科学。比如说，我们想要测量一个未知的相位差，或者一个未知的磁场强度，或者一个未知的温度变化。我们可以用一些探针，比如光子，电子，原子等，来感受这些未知的参数或者信号，并从探针的输出态中提取信息。我们的目标大部分是用尽可能少的探针数量来获得尽可能多的信息。

这就是我们用量子模拟闭合时空曲线来做的事情。我们可以把粒子B看作是一个赌徒，它想要在一个未知的游戏中赢得最多的钱。它可以选择不同的下注策略，也就是不同的输入态I。但是它不知道哪种策略是最优的(取决于未知的量子相互作用U)，只有在游戏结束之后，它才能知道哪种策略是最优的，也就是输出态O。但是那时候已经太晚了，它不能再改变下注策略了。

科学家发现，当我们用量子模拟闭合时空曲线的方法来做计量学任务时，我们可以获得比经典物理允许的更大的量子费舍尔信息。实际上也就是说，我们可以超越经典物理的极限，以此来提升我们的物理测量精度。这种量化优势被称为超越非经典计量学理论的优势。

当然，这个优势并不是无条件的。它需要满足一些假设和条件。比如说，我们需要假设存在闭合时空曲线，并且能够用量子纠缠和量子隐形传态来模拟它们。我们还需要假设我们能够实现高效率和高保真度的量子隐形传态，并且能够处理可能出现的逻辑悖论和因果矛盾。这些问题都极具难度与复杂性，是需要全力以赴的难题。

（编辑：汽车网）

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