研究表明，可以从过去克隆量子信息

一个新出版的研究表明，可以从过去克隆量子信息，允许粒子或时间旅行者，以便及时恢复多个循环。

流行的电视节目，如“博士”带来了时间旅行的想法，进入流行文化的白话。但时间旅行的问题甚至比人们想象的更复杂。LSU的Mark Wilde表明，时间旅行者理论上可以从过去复制量子数据。

这一切都开始，当David Deutsch，牛津的量子计算和物理学家，提出了一种简化的时间旅行，以处理如果可以及时追溯到会发生的悖论。例如，是否有可能及时追溯到杀死一个人的祖父？在祖父悖论中，旅行者面临的问题，如果他及时杀死他的祖父，那么他本人从未出生过，因此无法通过时间来杀死他的祖父，等等。一些理论家使用这个悖论争辩说，实际上是不可能改变过去的。

“问题是，你将在第一个地回到时间并杀死你的祖父怎么样？” LSU助理教授Mark Wilde，在物理学和天文学部门和计算和技术中心联合任命，或CCT。

Deutsch最初解决了祖父悖论，使用略有变化对量子理论，提出你可以改变过去，只要你以自我保持的方式所做的那样。

“这意味着，如果你杀了你的祖父，你只有一半的概率就会这样做，”Wilde说。“那么，他已经死了一半，你不是天生的一半，但相反是一个公平的机会。你可能已经存在一半的概率，回去杀死你的祖父。“

但祖父悖论不是时间旅行唯一的并发症。另一个问题是自1982年以来的无克隆定理，或者没有“子Xerox-machine”定理。这个定理与一个人无法复制量子数据，这是Heisenberg着名的不确定性原则的结果，其中一个人可以测量粒子或其动量的位置，而不是无限制的准确性。根据不确定原理，因此不可能拥有一个亚毒素机器，该机器将采用一个粒子并吐出两个具有相同位置和动量的颗粒 - 因为那么你会立刻了解两个粒子。

“我们总是可以看一下纸张，然后复制它的单词。这就是我们称之为复制古典数据的东西，“Wilde说。“但是您不能任意复制量子数据，除非它采用特殊形式的古典数据。这种无克隆定理是量子力学的基本部分 - 它可以帮助我们推理如何处理量子数据。如果您无法复制数据，那么您必须以非常不同的方式思考所有内容。“

但是，如果德国封闭的时间曲线确实允许将量子数据复制到太空中的许​​多不同点？根据Wilde的说法，Deutsch建议在他20世纪后期的论文中，应该有可能违反量子力学的基本无克隆定理。现在，南加州大学和巴塞罗那自治大学的Wilde和合作者有先进的德意志的1991年与最近的物理审查信中的纸张合作（Doi：10.1103 / physrevlett.1111.190401）。新方法允许粒子或时间旅行者，以便及时回到多个循环 - 像布鲁斯·威利斯的东西一样在好莱坞薄膜“圈子”中旅行。

“也就是说，在Spacetime的某些位置，有虫洞，这样，如果你跳进去，你会在过去的某个时候出现，”Wilde说。“据我们所知，这些时间循环不会被物理法则排除在一起。但如果他们的行为由Deutsch的模型决定，Quantum信息处理存在奇怪的后果。“

单循环路径及时回到时间，例如，根据Deutsch模型的行为的时间螺旋，其行为必须允许粒子进入环路，每次通过特定时间点都会保持相同的粒子。换句话说，粒子需要保持自我一致性，因为它循环回来。

“在某种意义上，这已经允许在太空中的许​​多不同点复制粒子的数据，”Wilde说，“因为你已经多次发送了粒子。这就像你有多个版本的粒子同时获得。然后，您可以尝试读出更多粒子的副本，但是如果您尝试这样做，那么粒子循环及时循环，那么您更改过去。“

与Deutsch的模型一致，只要您能够以自我保持的方式进行，您只能改变过去，Wilde和同事必须提出一个允许循环曲线及时循环曲线的解决方案并且基于时间行驶粒子复制量子数据，而不会扰乱过去。

“这是一个重大突破，到了这个时间循环的开始可能发生的事情，使我们能够在不打扰过去的情况下有效读取数据的许多副本，”Wilde说。“它刚才工作。”

然而，Wilde说，在新方法的解释方面仍存在一些争议。在一个例子中，新方法实际上可以指向Deutch原始封闭时间般曲线模型中的问题。

“如果Quantum Mechanics以这样的方式修改，我们应该发生从未观察到，可能是我们应该质疑德国的模型的证据，”Wilde说。“我们真的相信量子力学是真的，此时。大多数人认为在量子力学中称为统一性的原则。但是通过我们的新模式，我们已经表明，您可以基本上违反了统一性直接后果的东西。对我来说，这表明德国模型发生了奇怪的事情。然而，可能有某种方式来修改模型，以便我们不违反无克隆定理。“

其他研究人员认为，Wilde的方法实际上不会允许从未知的粒子状态复制量子数据进入时间循环，因为大自然已经“知道”粒子看起来像什么，因为它以前已经及时回到了时间。

但是，由于Wilde的新方法表明，无克隆定理可以真正被侵犯，所以能够复制过去复制量子数据的后果是显着的。例如，如果Wilde的循环时间旅行方法正确，则安全互联网通信系统很快就会依赖于可能被破坏的量子安全协议或“黑客”。

“如果一个对手，如果是恶意的人，如果是可以访问这些时间循环，那么他们可以打破量子密钥分布的安全性，”Wilde说。“这是解释它的一种方式。但这是一个非常强大的实际意义，因为量子通信的大推动是这种安全的沟通方式。我们认为这是最强烈的加密形式，因为它是基于物理原则。“

今天，当您登录您的Gmail或Facebook时，您的密码和信息加密不是基于量子机械安全的物理原则，而是在计算假设上，“黑客”是非常困难的“黑客”，以因素的主要数学数学产品，例如。但物理学家和计算机科学家正在努力使用量子力学原理来保护批判性和敏感的通信。这种加密被认为是不可用的 - 只要黑客无法访问Wilde的循环闭合时间曲线。

“这种复制量子信息的能力将量子理论将量子理论转变为有效的经典理论，例如，普罗斯密码学被认为是安全的经典数据将不再是安全的，”Wilde说。“似乎应该是对德国的模型的修订，它会同时解决各种时间旅行悖论，但不会导致量子信息处理的这种引人注目的后果。但是，没有人提供符合这两个要求的模型。这是开放研究的主题。“

出版物：Todd A. Brun等，“量子状态克隆使用Deutschian闭合时间曲线”。莱特牧师111,190401,2013; DOI：10.1103 / physrevlett.111.190401

研究报告的PDF副本：使用Deutschian封闭时间般曲线克隆量子克隆

图像：Shutterstock的时间扭曲图像