По мотивам «Интерстеллар»: ученые нашли способ отправлять сообщения в прошлое

Американские физики из MIT усовершенствовали квантовую модель отправки сигналов в прошлое. Эксперимент, вдохновлённый финалом «Интерстеллара», где герой манипулирует стрелками часов дочери из прошлого, демонстрирует, что отправитель, помнящий, как сообщение было получено ранее, может оптимально перекодировать его заново — и в итоге получить более устойчивую к помехам коммуникацию, чем обычный «телефонный разговор». Хотя практических применений пока нет, открытие может помочь улучшить обычные протоколы передачи данных, пишет New Scientist.

Теоретический фундамент: замкнутые времениподобные кривые

Общая теория относительности не запрещает отправку сигналов назад во времени через так называемые замкнутые времениподобные кривые (CTC) — траектории, по которым объект движется в будущее, а затем возвращается в прошлое, образуя временную петлю. Однако в космических масштабах создание такой петли потребовало бы невероятного количества энергии, что делает задачу практически неосуществимой. Квантовая запутанность предлагает обходной путь: когда две частицы запутаны, состояние одной мгновенно реагирует на состояние другой, даже на огромном расстоянии. Некоторые физики интерпретируют это как своего рода сигнал назад во времени, указывающий первой частице, как себя вести.

Эксперименты с фотонами: от 2010 года к прорыву

В 2010 году Сет Ллойд и коллеги из MIT провели эксперимент с запутанными фотонами, имитируя квантовую связь с прошлым: по сути, фотон отправлял сигнал самому себе в прошлое на несколько наносекунд. Недавно та же группа усложнила эксперимент, добавив в канал шум — как в неисправной телефонной линии. Результат оказался контринтуитивным: связь с прошлым не только осталась возможной, но и превзошла по надёжности обычную передачу в будущее. Исследователи подсчитали, что память о том, как сообщение было получено в прошлом, позволяет оптимально закодировать его заново, создавая «замкнутую каузальную петлю», устойчивую к помехам.

Перспективы и ограничения

Никто пока не создал реальную физическую замкнутую времениподобную кривую, и нет известных механизмов, которые сделали бы отправку сигналов в прошлое действительно возможной в нашем мире. Более того, квантовая теорема о невозможности связи формально запрещает мгновенную передачу информации через запутанность. Однако авторы надеются, что новую модель можно реализовать в лаборатории с фотонами, что поможет лучше понять зашумлённые каналы связи и, возможно, улучшить обычные коммуникационные протоколы.

Напомним, что Virgin Galactic представила новый корабль для космического туризма.