剑桥大学的研究人员利用量子纠缠来模拟类似于向后时间旅行的场景。这使得过去的行为可以追溯性地改变，从而有可能改善当前的结果。
物理学家已经证明，模拟假想的时间旅行模型可以解决用标准物理学似乎无法解决的实验问题。
如果赌徒、投资者和量子实验家能够弯曲时间之箭，他们的优势将会显著提高，从而带来明显更好的结果。
剑桥大学的研究人员已经证明，通过操纵纠缠(量子理论的一个特征，它导致粒子之间存在内在联系)，他们可以模拟一个人在时间倒流时会发生什么。因此，在某些情况下，赌徒、投资者和量子实验家可以追溯性地改变他们过去的行为，并改善他们现在的结果。
仿真和时间循环
粒子是否可以在时间上向后移动在物理学家中是一个有争议的话题，尽管科学家们之前已经模拟了这种时空循环如果确实存在的话会如何表现的模型。通过将他们的新理论与量子计量学(利用量子理论进行高度敏感的测量)联系起来，剑桥大学的研究小组表明，纠缠可以解决看似不可能解决的问题。这项研究发表在10月12日的《物理评论快报》上。
该研究的主要作者、日立剑桥实验室的大卫·阿维德森-舒库尔说:“想象一下，你想送礼物给某人:你需要在第一天就送出去，以确保第三天就能收到礼物。”然而，你只会在第二天收到那个人的愿望清单。所以，在这种尊重时间顺序的情况下，你不可能提前知道他们想要什么礼物，也不可能确保你送的是正确的礼物。
“现在想象一下，你可以用第二天收到的愿望清单中的信息来改变你第一天发送的信息。我们的模拟使用量子纠缠操纵来展示你如何追溯地改变你以前的行为，以确保最终结果是你想要的。”
理解量子纠缠
这个模拟是基于量子纠缠，量子纠缠由量子粒子可以共享的强相关性组成，而经典粒子——那些受日常物理支配的粒子——则不能。
量子物理学的特殊性在于，如果两个粒子距离足够近，可以相互作用，它们即使分开也能保持联系。这就是量子计算的基础——利用连接的粒子来执行对经典计算机来说过于复杂的计算。
“在我们的提议中，一个实验家将两个粒子纠缠在一起，”合著者、美国国家标准与技术研究院(NIST)和马里兰大学的研究员妮可·杨格·哈尔彭(Nicole Yunger Halpern)说。然后，第一个粒子被送到实验中使用。一旦获得新的信息，实验者操纵第二个粒子来有效地改变第一个粒子过去的状态，从而改变实验的结果。”
“效果很显著，但这种情况只有四分之一!”阿维德森-舒库尔说。换句话说，模拟有75%的失败几率。但好消息是，你知道自己是否失败了。如果我们继续用礼物的比喻，四次中有一次，礼物会是你想要的(比如一条裤子)，另一次是一条裤子，但尺寸不对，颜色不对，或者是一件夹克。”
实际应用与局限性
为了使他们的模型与技术相关，理论家们将其与量子计量学联系起来。在一个普通的量子计量实验中，光子——小的光粒子——被照射到感兴趣的样品上，然后用一种特殊的照相机进行记录。如果这个实验是有效的，光子必须在到达样品之前以某种方式制备。研究人员已经证明，即使他们只有在光子到达样品后才知道如何最好地准备光子，他们也可以利用模拟时间旅行来追溯地改变原始光子。
为了抵消高失败率，理论家们建议发送大量的纠缠光子，因为他们知道其中一些最终会携带正确的、更新的信息。然后，他们将使用滤光片来确保正确的光子进入相机，而滤光片则拒绝其余的“坏”光子。
“想想我们之前关于礼物的类比，”合著者艾丹·麦康奈尔说，他在剑桥卡文迪什实验室攻读硕士学位期间进行了这项研究，现在是苏黎世联邦理工学院的博士生。“比方说，送礼物不贵，我们可以在第一天送很多包裹。第二天我们就知道该送什么礼物了。当包裹在第三天到达时，每四件礼物中就有一件是正确的，我们通过告诉收件人哪些包裹要扔掉来选择这些礼物。”
Arvidsson-Shukur说:“我们需要使用过滤器来进行实验，这实际上是非常令人放心的。”“如果我们的时间旅行模拟每次都能成功，那么这个世界将变得非常奇怪。相对论和所有我们赖以理解宇宙的理论都将不复存在。
“我们不是在提议制造时间旅行机器，而是在深入研究量子力学的基本原理。这些模拟不能让你回到过去改变你的过去，但它们确实能让你通过今天解决昨天的问题来创造更美好的明天。”
参考文献:David R. M.《通过假想封闭时型曲线的量子模拟建立计量学中的非经典优势》Arvidsson-Shukur, aidan G. McConnell和Nicole Yunger Halpern, 2023年10月12日，物理评论快报。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.131.150202
这项工作得到了瑞典-美国基金会、Lars Hierta纪念基金会、格顿学院和工程与物理科学研究委员会(EPSRC)的支持，EPSRC是英国研究与创新(UKRI)的一部分。
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希望本篇文章《回放现实：剑桥大学使用时间旅行模拟来解决“不可能”的问题》能对你有所帮助！
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