Berichten naar het verleden

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben een theoretisch model ontwikkeld waarmee informatie onder specifieke kwantumvoorwaarden ‘terug in de tijd’ gestuurd zou kunnen worden. Het werk draait om zogeheten closed timelike curves (CTC’s): hypothetische tijdslussen die in sommige oplossingen van de relativiteitstheorie voorkomen.

a) Deutsch’ kwantumbeschrijving van closed timelike curves (CTC’s) is gebaseerd op de consistentievoorwaarde van vergelijking (1), waarbij de unitaire operator U een interactie beschrijft tussen een systeem A dat de normale tijdsorde volgt (chronology-respecting), aanvankelijk in toestand ρA, en een systeem B in een CTC. Deutsch vereist dat de toestand ρ van systeem B aan de ingang en uitgang van U identiek is, wat leidt tot een niet-lineaire transformatie ρA → ρ′A. In deze en de volgende diagrammen verloopt de tijd van onder naar boven.
b) P-CTC: postgeselecteerde kwantumteleportatie wordt gebruikt als beschrijving van de closed timelike curve. De onderste kromme ⋃ stelt het creëren van een maximaal verstrengelde toestand van twee systemen voor, terwijl de bovenste kromme ⋂ de projectie op dezelfde toestand weergeeft.

De studie kreeg brede aandacht nadat het populairwetenschappelijke medium New Scientist erover publiceerde. De onderliggende wetenschappelijke publicatie is echter nog een preprint en heeft nog geen peer review doorlopen.

Communicatie via een kwantumkanaal

In de preprint ‘Retrocausal capacity of a quantum channel’ onderzoeken Kaiyuan Ji, Seth Lloyd en Mark M. Wilde hoe een kwantumkanaal gebruikt zou kunnen worden voor retrocausale communicatie: informatieoverdracht van een toekomstige zender naar een ontvanger in het verleden.

Centraal staat een postselected closed timelike curve (P-CTC): een mathematisch model gebaseerd op kwantumteleportatie en postselectie. Het concept werd eerder door Lloyd en collega’s uitgewerkt in theoretische en experimentele studies rond quantum time loops.

De onderzoekers beschrijven het systeem als een ‘ruisgevoelig kwantumkanaal’. In de praktijk betekent dit dat het kanaal beperkt wordt door quantumruis en informatieverlies, vergelijkbaar met klassieke communicatiesystemen waarin storingen optreden. De studie probeert te bepalen hoeveel informatie theoretisch betrouwbaar via zo’n retrocausaal kanaal verstuurd kan worden.

Geen echte tijdmachine

Hoewel berichtgeving spreekt over ‘berichten naar het verleden sturen’, benadrukken natuurkundigen dat het gaat om een abstract informatiekundig model. Er is geen experimenteel bewijs dat fysieke objecten of complete boodschappen daadwerkelijk door de tijd kunnen reizen.

De onderzoekers analyseren vooral de informatietheoretische limieten van zulke systemen. Daarbij koppelen ze retrocausale communicatie aan bekende concepten uit de quantuminformatica, zoals quantum channel capacity: de maximale hoeveelheid informatie die via een verstoord kwantumkanaal verzonden kan worden.

Link met quantumcomputing en zwarte gaten

Opvallend is dat de auteurs ook verwijzen naar mogelijke toepassingen buiten tijdreisconcepten. Volgens de preprint kunnen dezelfde mathematische modellen relevant zijn voor onderzoek naar quantumzwaartekracht en black-hole final-state models, theoretische beschrijvingen van informatiegedrag rond zwarte gaten.

Daarnaast sluit het werk aan bij bredere discussies over causaliteit in quantummechanica. In recente literatuur wordt steeds vaker onderzocht of oorzaak-gevolgrelaties in kwantumsystemen minder strikt tijdsgebonden zijn dan in klassieke natuurkunde.

Uitgelichte vacatures

Geef een reactie

Je e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *