कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने समय में पीछे यात्रा करने जैसे परिदृश्य का अनुकरण करने के लिए क्वांटम उलझाव का उपयोग किया। इससे वर्तमान परिणामों को बेहतर बनाने के लिए पिछले व्यवहार को पूर्वव्यापी रूप से बदलना संभव हो जाता है। भौतिकविदों ने दिखाया है कि काल्पनिक समय यात्रा मॉडल का अनुकरण उन प्रयोगात्मक समस्याओं को हल कर सकता है जो मानक भौतिकी के साथ अघुलनशील लगती थीं। यदि जुआरी, निवेशक और क्वांटम प्रयोगकर्ता समय के तीर को मोड़ सकें, तो उनका लाभ काफी बढ़ जाएगा, जिससे बेहतर परिणाम मिलेंगे।
कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि उलझाव में हेरफेर करके - क्वांटम सिद्धांत की एक विशेषता जो कणों को आंतरिक रूप से एक साथ जोड़ने का कारण बनती है - वे अनुकरण कर सकते हैं कि यदि कोई व्यक्ति समय में पीछे की ओर यात्रा करने में सक्षम हो तो क्या होगा। इस प्रकार, कुछ मामलों में, जुआरी, निवेशक और क्वांटम प्रयोगकर्ता वर्तमान परिणामों को बेहतर बनाने के लिए अपने पिछले व्यवहार को पूर्वव्यापी रूप से बदल सकते हैं।
हालाँकि वैज्ञानिकों ने पहले यह मॉडल तैयार किया है कि यदि ऐसा स्पेस-टाइम लूप अस्तित्व में है तो वह कैसे व्यवहार करेगा, क्या कण समय में वापस यात्रा कर सकते हैं, यह भौतिकविदों के बीच एक विवादास्पद विषय बना हुआ है। अपने नए सिद्धांत को क्वांटम मेट्रोलॉजी (अत्यधिक संवेदनशील माप करने के लिए क्वांटम सिद्धांत का उपयोग) से जोड़कर, कैम्ब्रिज टीम ने प्रदर्शित किया कि उलझाव उन समस्याओं को हल कर सकता है जिन्हें हल करना असंभव लगता था। यह शोध 12 अक्टूबर को फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
"कल्पना करें कि आप किसी को उपहार भेजना चाहते हैं: आपको इसे पहले दिन भेजना होगा ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह तीसरे दिन पहुंचे। हालाँकि, आप केवल दूसरे दिन ही उस व्यक्ति की इच्छा सूची प्राप्त कर सकते हैं। इसलिए इस कालानुक्रमिक स्थिति में, पहले से जानना असंभव है कि दूसरा व्यक्ति क्या उपहार चाहता है, और यह सुनिश्चित करना असंभव है कि आपको सही उपहार मिले," हिताची कैम्ब्रिज प्रयोगशाला के पहले लेखक डेविड अरविडसन-शुकुर ने कहा।
"अब कल्पना करें कि आप पहले दिन भेजे गए उपहार को अगले दिन प्राप्त इच्छा सूची की जानकारी के आधार पर बदल सकते हैं। हमारा सिमुलेशन यह दिखाने के लिए क्वांटम उलझाव हेरफेर का उपयोग करता है कि आप यह सुनिश्चित करने के लिए अपने पिछले व्यवहार को पूर्वव्यापी रूप से कैसे बदल सकते हैं कि अंतिम परिणाम वही है जो आप चाहते हैं।"
सिमुलेशन क्वांटम उलझाव पर आधारित है, जिसमें मजबूत सहसंबंध शामिल हैं जिन्हें क्वांटम कण साझा कर सकते हैं लेकिन शास्त्रीय कण - जो रोजमर्रा की भौतिकी द्वारा शासित होते हैं - नहीं कर सकते।
क्वांटम भौतिकी की ख़ासियत यह है कि यदि दो कण आपस में संपर्क करने के लिए काफी करीब हैं, तो वे अलग होने पर भी जुड़े रह सकते हैं। यह क्वांटम कंप्यूटिंग का आधार है - गणना करने के लिए परस्पर जुड़े कणों का उपयोग करना जो शास्त्रीय कंप्यूटरों के लिए बहुत जटिल हैं।
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (एनआईएसटी) और मैरीलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ता निकोल यंगर हेल्पर ने कहा, "हमारे डिजाइन में, प्रयोगकर्ता दो कणों को एक साथ उलझाता है।" "फिर पहले कण को प्रयोग में उपयोग के लिए भेजा जाता है। नई जानकारी प्राप्त करने के बाद, प्रयोगकर्ता दूसरे कण में हेरफेर करता है, पहले कण की पिछली स्थिति को प्रभावी ढंग से बदल देता है, जिससे प्रयोग का परिणाम बदल जाता है।"
"प्रभाव बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन केवल चार में से एक बार होता है! दूसरे शब्दों में, सिमुलेशन 75 प्रतिशत समय विफल रहता है। लेकिन अच्छी खबर यह है कि यदि आप असफल होते हैं तो आप जानते हैं। यदि हम उपहार सादृश्य के साथ जारी रखते हैं, तो चार में से एक बार यह एक वांछित उपहार है (जैसे पैंट की एक जोड़ी), और दूसरी बार यह गलत आकार, या गलत रंग, या जैकेट की एक जोड़ी है, "अरविडसन-शुकुर ने कहा।
अपने मॉडल को प्रौद्योगिकी के लिए प्रासंगिक बनाने के लिए, सिद्धांतकारों ने इसे क्वांटम मेट्रोलॉजी से जोड़ा। एक सामान्य क्वांटम मेट्रोलॉजी प्रयोग में, फोटॉन - प्रकाश के छोटे कण - को रुचि के नमूने पर चमकाया जाता है और फिर एक विशेष कैमरे से रिकॉर्ड किया जाता है। यदि प्रयोग को प्रभावी बनाना है, तो नमूने तक पहुंचने से पहले फोटॉन को किसी तरह से तैयार किया जाना चाहिए। शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि वे मूल फोटॉन को पूर्वव्यापी रूप से बदलने के लिए सिम्युलेटेड समय यात्रा का उपयोग कर सकते हैं, भले ही वे यह सीख लें कि नमूने तक पहुंचने के बाद फोटॉन को सर्वोत्तम तरीके से कैसे तैयार किया जाए।
विफलता की उच्च संभावना को संतुलित करने के लिए, सिद्धांतकार बड़ी संख्या में उलझे हुए फोटॉन भेजने का प्रस्ताव करते हैं, यह जानते हुए कि उनमें से कुछ अंततः सही, अद्यतन जानकारी ले जाएंगे। फिर वे यह सुनिश्चित करने के लिए फिल्टर का उपयोग करेंगे कि सही फोटॉन कैमरे से गुजरें, जबकि फिल्टर शेष 'खराब' फोटॉन को अस्वीकार कर देते हैं।
सह-लेखक एडन मैककोनेल ने कैम्ब्रिज में कैवेंडिश प्रयोगशाला में अपनी मास्टर डिग्री के लिए अध्ययन करते समय शोध किया और अब ईटीएच ज्यूरिख में पीएचडी छात्र हैं। "यह मानते हुए कि उपहार भेजने की लागत कम है, हम पहले दिन कई पैकेज भेज सकते हैं। दूसरे दिन, हम जानते हैं कि कौन सा उपहार भेजा जाना चाहिए। जब तीसरे दिन पैकेज आता है, तो हर चार उपहारों में से एक सही होता है, और हम प्राप्तकर्ता को यह बताकर इन उपहारों का चयन करते हैं कि कौन सा उपहार फेंक दिया जाना चाहिए।"
अरविडसन-शुकुर ने कहा, "यह वास्तव में आश्वस्त करने वाला है कि हमारे प्रयोगों को सफल होने के लिए फिल्टर की आवश्यकता है।" "यदि हमारा समय यात्रा सिमुलेशन हर बार सफल होता, तो दुनिया एक बहुत ही अजीब जगह होती। सापेक्षता और ब्रह्मांड को समझने के लिए जिन सभी सिद्धांतों पर हम भरोसा करते हैं, उनका अस्तित्व समाप्त हो जाएगा। समय यात्रा मशीन के बजाय, हम जो प्रस्तावित करते हैं वह क्वांटम यांत्रिकी के मूल सिद्धांतों में गहराई से उतरना है। ये सिमुलेशन आपको समय में पीछे जाने और अपने अतीत को बदलने की अनुमति नहीं देते हैं, लेकिन वे आपको बेहतर कल बनाने के लिए कल की समस्याओं को हल करने की अनुमति देते हैं।"