箱を開けて実際の状態を明らかにするまで、箱の中にいる不幸な猫であるシュレーディンガーの猫を聞いたことがあるでしょう。さて、ここでシュレーディンガーの時間、つまり1つのイベントが別のイベントの原因と結果を同時に引き起こしている可能性がある状況に心を奪われます。
このようなシナリオは、アルバートアインシュタインの一般相対性理論と量子力学の仕組みを組み合わせようとする物理学の未だ不透明な領域である量子重力理論では避けられないかもしれません。新しい論文で、科学者は、質量が時間を遅くする巨大な惑星の近くの宇宙船を想像することによって、2つのマッシュアップを作成します。彼らは、宇宙船が因果関係が逆転した状態に自分自身を見つけることができると結論付けます：あるイベントがその前に起こった別のイベントを引き起こしてしまう可能性があります。
スティーブンス工科大学の量子科学と工学センターの物理学者である研究共同執筆者であるイゴール・ピコフスキ氏は、ニュージャージー。 「これは私たちが量子重力の完全な理論を持っているときに起こるべきであると私たちが期待するものです。」
量子時間
シュレーディンガーの有名な猫の思考実験では、猫と放射性粒子が入っている箱を想像してみてください。放射性粒子は、崩壊すると不幸な猫を殺します。量子重ね合わせの原理により、猫の生存または死は測定されるまで等しく可能性があります。そのため、箱が開かれるまで、猫は生きていると同時に死んでいます。量子力学では、重ね合わせとは、シュレディンガーの猫のように、粒子が同時に複数の状態で存在できることを意味します。
ジャーナルNature Communicationsで8月21日に公開された新しい思考実験では、量子重ね合わせの原理とアインシュタインの一般相対性理論を組み合わせています。一般相対論によれば、巨大な物体の質量は時間を遅くする可能性があります。これは真実で測定可能なものとして十分に確立されているとピコフスキー氏は語った。地球を周回している宇宙飛行士は、双子が惑星に戻ったときよりもわずかに速く時間を経験します。 （これはまた、ブラックホールに陥るのが非常に緩やかな経験になる理由でもあります。）
したがって、未来の宇宙船が大規模な惑星の近くにあった場合、その乗組員は、遠くに配置された仲間の宇宙船の人々よりも少し遅い時間を経験します。ここで、少しの量子力学を投入します。その惑星が2つの宇宙船の近くと遠くに同時に重なっている状況を想像できます。
時間が変になる
2つの船が異なるタイムラインで時間を経験するこの重ね合わせたシナリオでは、原因と結果が不安定になります。たとえば、ミサイルが発射して自分の位置を迎撃する時間を十分に理解して、互いに発砲してお互いの発砲をかわす訓練任務を船に行うように依頼されたとします。時間の流れを乱す近くに巨大な惑星がない場合、これは簡単な練習です。一方、その巨大な惑星が存在し、船の船長が時間の遅れを考慮に入れていなかった場合、乗組員はあまりにも遅れて回避して破壊される可能性があります。
惑星が重なり合って、同時に遠く離れて、船が遅すぎてお互いを破壊するのか、それとも脇に移動して生き残るのかを知ることは不可能です。さらに、因果関係は逆転する可能性があるとピコフスキー氏は語った。因果関係のある2つのイベントAとBを想像してみてください。
「AとBは互いに影響し合うことがあるが、一方のケースではAがBの前にあり、他方のケースではBがAの前にある」と、重ね合わせ状態で述べた。これは、AとBの両方が同時に原因と結果になることを意味します。幸いなことに、これらの架空の宇宙船の混乱しそうな乗組員にとって、彼らはお互いの送信を数学的に分析して、それらが重ね合わされた状態にあることを確認することができるとピコフスキーは言った。
明らかに、実際の生活では、惑星は銀河の周りを自由自在に動き回ることはありません。しかし、思考実験は、量子重力の理論全体を構築しなくても、量子計算に実際的な影響を与える可能性があるとピコフスキー氏は述べた。計算で重ね合わせを使用することにより、量子コンピューティングシステムは、プロセスを原因としても結果としても同時に評価できます。
「量子コンピューターはこれをより効率的な計算に使用できるかもしれない」と彼は言った。
