La macchina del tempo quantistico risolve il paradosso del nonno

Di tutte le strane conseguenze della meccanica quantistica, una delle più strane è la nozione di postselezione: la capacità di attivare un calcolo che ignora automaticamente determinati risultati.

Ecco un esempio: supponiamo di avere un'espressione lunga e tortuosa in cui è presente un numero spaventosamente elevato di variabili. La domanda a cui vuoi rispondere è quale combinazione di variabili rende l'espressione logicamente vera. E il modo convenzionale per risolverlo è con la forza bruta: prova ogni combinazione di variabile finché non trovi quella che funziona. Questa è dura.

La postselezione, tuttavia, rende la soluzione facile da trovare. Consenti semplicemente alle variabili di assumere qualsiasi valore a caso e quindi postseleziona a condizione che la risposta sia vera. Questo ignora automaticamente qualsiasi errore che emerga.

La postselezione è controversa perché porta a tutti i tipi di previsioni fantastiche sulla potenza dei computer quantistici. Nessuno è abbastanza sicuro se questo tipo di calcoli sia possibile o come ottenerli, ma la meccanica quantistica sembra consentirli.

Ora la post-selezione diventa ancora più strana grazie ad alcune nuove idee presentate da Seth Lloyd al Massachusetts Institute of Technology e da alcuni amici. Dicono che se combini la postselezione con un altro strano comportamento quantistico chiamato teletrasporto e puoi costruire una macchina del tempo.

Prima di esaminare come funziona questa idea, un rapido promemoria sul teletrasporto quantistico. Questo utilizza il fenomeno dell'entanglement per riprodurre in un punto dello spazio uno stato quantico che esisteva in precedenza in un altro punto dello spazio.

L'idea di Lloyd e cos è quella di utilizzare la postselezione per far sì che questo processo avvenga al contrario. La postselezione assicura che solo un certo tipo di stato possa essere teletrasportato. Questo pone immediatamente un limite allo stato in cui doveva trovarsi la particella originale prima di essere teletrasportata. In effetti, lo stato di questa particella è tornato indietro nel tempo.

La cosa sorprendente di questa macchina del tempo è che non è afflitta dai soliti paradossi del viaggio nel tempo, come il paradosso del nonno, in cui una particella viaggia indietro nel tempo e in qualche modo impedisce a se stessa di esistere in primo luogo.

La macchina del tempo di Lloyd aggira questo a causa della natura probabilistica della meccanica quantistica: tutto ciò che questa macchina del tempo consente può comunque accadere anche con probabilità finita, grazie a queste leggi probabilistiche.

Un'altra caratteristica interessante di questa macchina è che non richiede nessuna delle distorsioni dello spaziotempo su cui si basano le macchine del tempo tradizionali. In questi, il tessuto dello spaziotempo deve essere spietatamente attorcigliato in modo da consentire il viaggio nel tempo. Queste condizioni possono esistere negli ambienti estremi dell'universo come all'interno dei buchi neri, ma probabilmente non altrove.

Il fatto che macchine del tempo simili possano essere possibili anche quando la meccanica quantistica viene spinta ai suoi limiti suggerisce una strada che potrebbe rivelarsi fruttuosa nell'unire queste disparate aree della scienza. La nostra speranza è che questa teoria possa rivelarsi utile nella formulazione di una teoria quantistica della gravità, dicono Lloyd e compagni.

Allora, dove potrebbe essere costruita la loro macchina del tempo. Anche questa è una domanda complicata. La postselezione può avvenire solo se la meccanica quantistica è non lineare, cosa che sembra possibile in teoria ma non è mai stata osservata in pratica. Finora tutte le prove sono che la meccanica quantistica è lineare. In effetti, alcuni teorici propongono che le cose apparentemente impossibili consentite dalla postselezione siano una sorta di prova che la meccanica quantistica deve essere lineare.

Tuttavia, se è consentito un comportamento non lineare, il viaggio nel tempo sarà possibile ovunque si verifichi. Come dicono Lloyd e altri: è possibile per le particelle (e, in linea di principio, per le persone) passare dal futuro al passato.

Accendi la Delorean.

Rif: arxiv.org/abs/1007.2615 : La meccanica quantistica del viaggio nel tempo attraverso il teletrasporto post-selezionato

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