La machine à remonter le temps quantique résout le paradoxe du grand-père

De toutes les conséquences étranges de la mécanique quantique, l'une des plus étranges est la notion de post-sélection : la possibilité de déclencher un calcul qui ignore automatiquement certains résultats.

Voici un exemple : supposons que vous ayez une expression longue et tortueuse dans laquelle il y a un nombre effrayant de variables. La question à laquelle vous voulez répondre est de savoir quelle combinaison de variables rend l'expression logiquement vraie. Et la manière conventionnelle de le résoudre est la force brute : essayez chaque combinaison de variables jusqu'à ce que vous en trouviez une qui fonctionne. C'est dur.

La post-sélection, cependant, rend la solution facile à trouver. Autorisez simplement les variables à prendre n'importe quelle valeur au hasard, puis post-sélectionnez à condition que la réponse soit vraie. Cela ignore automatiquement tous les problèmes qui surviennent.

La post-sélection est controversée car elle conduit à toutes sortes de prédictions fantastiques sur la puissance des ordinateurs quantiques. Personne ne sait vraiment si ce genre de calculs est possible ou comment les réaliser, mais la mécanique quantique semble le permettre.

Maintenant, la post-sélection devient encore plus étrange grâce à de nouvelles idées avancées par Seth Lloyd au Massachusetts Institute of Technology et quelques amis. Ils disent que si vous combinez la post-sélection avec un autre comportement quantique étrange appelé téléportation, vous pouvez construire une machine à remonter le temps.

Avant de voir comment fonctionne cette idée, un petit rappel sur la téléportation quantique. Celui-ci utilise le phénomène d'intrication pour reproduire en un point de l'espace un état quantique qui existait auparavant en un autre point de l'espace.

L'idée de Lloyd et cos est d'utiliser la post-sélection pour que ce processus se déroule à l'envers. La post-sélection garantit que seul un certain type d'état peut être téléporté. Cela limite immédiatement l'état dans lequel la particule d'origine devait se trouver avant d'être téléportée. En effet, l'état de cette particule a voyagé dans le temps.

Ce qui est étonnant à propos de cette machine à remonter le temps, c'est qu'elle n'est pas en proie aux paradoxes habituels du voyage dans le temps, comme le paradoxe du grand-père, dans lequel une particule voyage dans le temps et s'empêche d'une certaine manière d'exister.

La machine à remonter le temps de Lloyd contourne cela en raison de la nature probabiliste de la mécanique quantique : tout ce que cette machine à voyager dans le temps permet peut également se produire avec une probabilité finie de toute façon, grâce à ces lois probabilistes.

Une autre caractéristique intéressante de cette machine est qu'elle ne nécessite aucune des distorsions de l'espace-temps sur lesquelles reposent les machines à voyager dans le temps traditionnelles. Dans ceux-ci, le tissu de l'espace-temps doit être impitoyablement tordu de manière à permettre au voyage dans le temps de se produire. Ces conditions peuvent exister dans les environnements extrêmes de l'univers, comme à l'intérieur des trous noirs, mais probablement pas ailleurs.

Le fait que des machines à remonter le temps similaires soient également possibles lorsque la mécanique quantique est poussée à ses limites suggère une voie qui pourrait s'avérer fructueuse pour unir ces domaines scientifiques disparates. Notre espoir est que cette théorie puisse s'avérer utile dans la formulation d'une théorie quantique de la gravité, disons Lloyd et ses amis.

Alors, où pourrait être construite leur machine à remonter le temps. C'est aussi une question délicate. La post-sélection ne peut se produire que si la mécanique quantique est non linéaire, ce qui semble possible en théorie mais n'a jamais été observé en pratique. Toutes les preuves à ce jour sont que la mécanique quantique est linéaire. En fait, certains théoriciens proposent que les choses apparemment impossibles que permet la post-sélection soient une sorte de preuve que la mécanique quantique doit être linéaire.

Cependant, si un comportement non linéaire est autorisé, le voyage dans le temps sera possible où qu'il ait lieu. Comme le disent Lloyd et ses collègues : Il est possible pour des particules (et, en principe, des personnes) de passer du futur au passé.

Allumez la Delorean.

Réf : arxiv.org/abs/1007.2615 : La mécanique quantique du voyage dans le temps à travers la téléportation post-sélectionnée

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