Долгосрочные перспективы надежных квантовых вычислений трудно переоценить. Их потенциал для лечения болезней, создания столь необходимых материальных прорывов и решения даже таких больших проблем, как изменение климата, — это не технологическая хвастовство, это реальная возможность. Кристаллы времени — это совершенно новая форма материи, в которой частицы движутся вечно и не теряют энергию.
Команда Оксфордского университета успешно объединила в сеть два квантовых процессора с помощью оптоволокна и квантовой телепортации. Этот прорыв может помочь решить «проблему масштабируемости» квантовых вычислений, которая заключается в сложности увеличения числа кубитов в системе без увеличения шума.
Эта распределенная архитектура напоминает общую структуру классических суперкомпьютеров, но благодаря кубитам эта система может за считанные часы решать задачи, на решение которых у обычных суперкомпьютеров ушли бы годы.
Долгосрочные перспективы надежных квантовых вычислений трудно переоценить. Их потенциал для лечения болезней, создания столь необходимых материальных прорывов и решения даже таких больших проблем, как изменение климата, — это не технологическая хвастовство, это реальная возможность. Это обещание — причина, по которой компании и правительства ежегодно инвестируют миллиарды в раскрытие потенциала вычислений на основе кубитов. Однако между настоящим и этой далекой мечтой остаются серьезные препятствия, а врагом номер один остается масштабируемость.
Проще говоря, кубиты невероятно чувствительны к окружающей среде и требуют чрезвычайно точного управления. Эти проблемы только увеличиваются по мере добавления большего количества кубитов в систему, и в конечном итоге нарушения точности квантовых вычислений — также известные как «шум» — в конечном итоге приводят к каскадным ошибкам. Вот почему нынешняя эра квантовых вычислений широко известна как «эра шумных квантовых вычислений среднего масштаба (NISQ)». Эти квантовые процессоры содержат максимум 1000 кубитов и недостаточно отказоустойчивы, чтобы раскрыть весь потенциал квантовых вычислений.
Алекс Грейлих/TU Dortmund
Конечно, у ученых есть несколько методов, позволяющих сделать квантовые компьютеры менее подверженными ошибкам, включая надежное исправление ошибок и отказоустойчивые вычисления. А недавно специалисты Оксфордского университета достигли крупного прорыва в увеличении количества кубитов в квантовой системе. Идея проста: вместо того, чтобы упаковывать больше кубитов в одну систему, что если меньшие квантовые процессоры могли бы сформировать распределенную сеть? Это теоретически могло бы позволить ученым масштабировать количество кубитов, сохраняя низкий уровень шума.
В новой статье, опубликованной в журнале Nature, ученые подробно описывают, как они соединили модули, содержащие лишь небольшое количество захваченных ионных кубитов, используя оптические волокна для передачи фотонов. Эти фотонные связи затем позволили кубитам запутаться поперек оптических волокон, что позволило выполнять квантовую логику посредством квантовой телепортации.
«Предыдущие демонстрации квантовой телепортации были сосредоточены на передаче квантовых состояний между физически разделенными системами», — сказал Дугал Мэйн, ведущий автор исследования из Оксфордского университета, в пресс-релизе. «В нашем исследовании мы используем квантовую телепортацию для создания взаимодействий между этими удаленными системами. Тщательно настраивая эти взаимодействия, мы можем выполнять логические квантовые вентили — фундаментальные операции квантовых вычислений — между кубитами, размещенными в отдельных квантовых компьютерах. Этот прорыв позволяет нам эффективно «связывать» отдельные квантовые процессоры в единый, полностью подключенный квантовый компьютер».
Для проверки этой новой системы команда выполнила так называемый алгоритм поиска Гровера, впервые описанный индийско-американским ученым-компьютерщиком Ловом Гровером в 1996 году. Этот поиск ищет определенный элемент в большом неструктурированном наборе данных, используя суперпозицию и запутывание параллельно. Алгоритм поиска также демонстрирует квадратичное ускорение, то есть квантовый компьютер может решить задачу с квадратным корнем входных данных, а не просто с линейным увеличением. Авторы сообщают, что система достигла 71 процента успеха.
Хотя успешное управление распределенной системой является большим шагом вперед для квантовых вычислений, команда повторяет, что инженерные проблемы остаются пугающими. Однако объединение квантовых процессоров в распределенную сеть с использованием квантовой телепортации дает небольшой проблеск света в конце длинного, темного туннеля разработки квантовых вычислений.
«Масштабирование квантовых компьютеров остается сложной технической задачей, которая, вероятно, потребует новых физических знаний, а также интенсивных инженерных усилий в ближайшие годы», — сказал Дэвид Лукас, главный исследователь исследования из Оксфордского университета, в пресс-релизе. «Наш эксперимент показывает, что распределенная по сети квантовая обработка информации возможна с использованием современных технологий».
Чтобы квантовые компьютеры могли раскрыть весь свой потенциал, они должны быть более устойчивыми — способными уменьшать количество ошибок и избегать декогеренции. Как описано в новом исследовании китайских и американских ученых, группа успешно внедрила внутреннюю стабильность топологического временного кристалла в квантовый компьютер, который затем продемонстрировал признаки повышенной надежности.
Хотя до более широкого внедрения в квантовые компьютеры еще далеко, данное исследование показывает, что квантовая система временных кристаллов имеет большие перспективы для будущего квантовых вычислений.
Квантовые вычисления — как и термоядерный синтез или сверхпроводники комнатной температуры — всегда кажутся далекими от того, чтобы оказать глубокое влияние на жизнь человека. И хотя этот медленный прогресс может показаться разочаровывающим, есть причина, по которой эти концепции продолжают неустанно преследоваться во всем мире. Сверхпроводник комнатной температуры произведет революцию в электросетях, термоядерный синтез принесет энергию Солнца на Землю, а квантовые вычисления могут решить проблемы (даже такие чрезвычайно сложные, как изменение климата), которые мы никогда не сможем решить с помощью одних только классических вычислений.
Но, как и в случае с термоядерным синтезом и сверхпроводниками, на пути этой мечты о квантовых вычислениях стоят несколько проблем. И главная из них — отсутствие устойчивости. Из-за сложной науки, лежащей в основе квантовых компьютеров, эти машины невероятно восприимчивы к шуму и ошибкам, которые в конечном итоге приводят к декогеренции — прекращению состояния квантовой суперпозиции, и делает кубиты такими полезными.
Кристалл времени — это экзотическое состояние материи, сочетающее в себе жесткость обычного кристалла с регулярным ритмом во времени. Журнал «Популярная механика»
Итак, для повышения устойчивости группа ученых из США и Китая использовала внутреннюю стабильность другой квантовой системы, известной как кристалл времени. Эффективно превратив квантовый компьютер в кристалл времени, исследователи смогли создать топологические кристаллы времени, способные существовать дольше, чем ожидалось. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
Помимо того, что это отличное название для своего рода сюжетного приема в фантастическом фильме категории B, кристаллы времени также, кажется, бросают вызов нашему типичному пониманию физики. Впервые обнаруженные физиком Фрэнком Вильчеком в 2012 году (открытие, которое принесло ему Нобелевскую премию), кристаллы времени ведут себя как стандартные кристаллические структуры, но во времени. Там, где обычный кристалл (например, алмаз) повторяется в атомной структуре, кристалл времени повторяется не в физическом измерении, а во временном. Это такая концепция, потому что кристаллы времени, кажется, обходят известный второй закон термодинамики.
Это исследование фокусируется на топологических кристаллах времени, поведение топологического кристалла времени определяется общей структурой, а не просто отдельным атомом или взаимодействием. Как описывает ZME Science, если обычные кристаллы времени — это нить в паутине, то топологический кристалл времени — это вся паутина, и даже изменение одной нити может повлиять на всю паутину. Эта «сеть» связей — особенность, а не недостаток, поскольку она делает топологический кристалл более устойчивым к помехам — то, что квантовые компьютеры определенно могли бы использовать.
В этом эксперименте ученые по сути внедрили это поведение в квантовый компьютер, создав точность, которая превзошла предыдущие квантовые эксперименты. И хотя все это происходило в дотермическом режиме, по данным ZME Science, это все еще большой шаг вперед к потенциальному созданию более стабильного квантового компьютера, способного наконец-то открыть то будущее, которое всегда кажется нам находящимся в десятилетии от нас.
В начале 2017 года ученые начали изучать новый вид материи: кристаллы времени. Кристаллы — это структуры, в которых узор атомов или молекул повторяется в пространстве. Две группы исследователей выяснили, что повторяющиеся узоры кристаллов могут существовать и во времени. Эти «кристаллы времени», подробно описанные в новой статье в Physical Review Letter, представляют собой совершенно новый вид материи, который никогда не может достичь равновесия.
Чтобы создать кристаллы времени, исследователи из Мэрилендского университета соединили вместе 10 атомов иттербия и несколько раз ударили по ним двумя лазерами, чтобы они не находились в равновесии. Хотя атомы и расположились в определенном порядке, они не смогли достичь равновесия, что означает, что кристаллы постоянно находятся в движении, хотя и не содержат никакой энергии. Почти вся физика основана на изучении материи, находящейся в равновесии, поэтому возможность создания этих неравновесных кристаллов имеет огромное значение для будущего физики.
Физики из Мэрилендского университета впервые создали кристалл, используя одномерную цепочку ионов иттербия. Журнал «Популярная механика»
«Это новая фаза материи, и точка, но это также действительно здорово, потому что это один из первых примеров неравновесной материи», — рассказал EurekaAlert! ведущий исследователь Норман Яо из Калифорнийского университета в Беркли .
Идея временных кристаллов — формы материи, которая, по-видимому, движется даже в своем основном состоянии, не содержащем энергии, — была впервые предложена лауреатом Нобелевской премии, физиком-теоретиком Фрэнком Вильчеком в 2012 году. Обычно, если материя находится в основном состоянии, движение должно быть невозможным, поскольку она не содержит энергии.
Исследователи говорят, что кристаллы времени напоминают желе. Когда вы постукиваете по желе, оно трясется. Единственное отличие в том, что кристаллы трясутся без использования энергии, без какого-либо прикосновения. По определению, кристаллы времени никогда не могут перестать колебаться, независимо от того, насколько мало энергии они содержат.
В 2020 году впервые в истории ученые зафиксировали взаимодействие кристаллов времени. Кристаллы времени — это совершенно новая форма материи, в которой частицы движутся вечно и не теряют энергию. Взаимодействующие кристаллы времени передавали магноны вперед и назад и оставались стабильными.
Впервые ученые наблюдали взаимодействие редкой и загадочной формы материи, называемой кристаллами времени. Кристаллы на первый взгляд выглядят как «обычные» кристаллы, но у них есть связь со временем, которая одновременно интригует и озадачивает ученых из-за своей непредсказуемости. Теперь эксперты говорят, что они могут найти применение в квантовых вычислениях.
Ученые только с 2010-х годов начали выдвигать теорию о существовании кристаллов времени, сделав это состоянием материи, эквивалентным так называемому рубиновому шоколаду. К 2015 году исследователи наметили способы существования кристаллов времени, обобщенно именуемых «неравновесной формой материи»: «Команда исследовала, что происходит, когда определенные изолированные квантовые системы, состоящие из смеси взаимодействующих частиц, часто подвергаются воздействию лазера. Вопреки общепринятой физике, которая утверждала, что хаос начнется, как только системы нагреются, расчеты команды из Принстона показали, что при определенных условиях частицы будут склеиваться, образуя фазу материи с ранее невиданными свойствами».
Теперь, говорят исследователи, они столкнули два кристалла времени, чтобы посмотреть, что произойдет дальше. «Наши результаты показывают, что кристаллы времени подчиняются общей динамике квантовой механики и предлагают основу для дальнейшего изучения фундаментальных свойств этих фаз, открывая пути для возможных приложений в развивающихся областях, таких как квантовая обработка информации», — объясняют они в новой статье.
Лаборатория. Университет Аалто/Микко Раскинен
В своих экспериментах они поместили два кристалла времени в сверхтекучие и смешанные магноны между ними. Магноны — это магнитная квазичастица, которая в этом случае приводила к «противофазным колебаниям», в то время как сами кристаллы оставались фазово-стабильными. Круто (и, буквально, переохлаждено ) то, как материя действует в рамках предсказуемых квантово-механических способов, несмотря на центральное качество диких паттернов колебаний с течением времени.
«До этого никто не наблюдал два кристалла времени в одной системе, не говоря уже о том, чтобы видеть их взаимодействие», — сказал в своем заявлении ведущий автор Самули Аутти из Ланкастерского университета . «Управляемые взаимодействия — это пункт номер один в списке желаний любого, кто хочет использовать кристалл времени для практических приложений, таких как квантовая обработка информации».
Без этого ключевого открытия люди, вероятно, вообще не смогли бы допустить даже мысли о том, что кристалл времени может быть частью спроектированной системы.
Что за странное колебание отличает эти кристаллы? Есть внутреннее движение, которое, кажется, нарушает один из фундаментальных законов физики, который заключается в том, что движущиеся частицы продолжают двигаться и, кажется, никогда не теряют энергию. Откуда берется начальная энергия и почему она никогда не рассеивается? В некотором смысле, изучение того, как взаимодействуют кристаллы, делает вопрос более загадочным, потому что это сужает некоторые параметры. Кристаллы ведут себя нормально в этих определенных других способах, и это означает, что какой бы ни был источник энергии или явление, оно остается в целом.
В начале 2024 года ученые построили кристалл времени, который продержался 40 минут. Кристаллы времени — относительно новая область физики, демонстрирующая удивительные свойства: они выстраиваются в повторяющиеся узоры, как кристаллы, но во времени, а не в пространстве.
Хотя ученые создали множество дискретных временных кристаллов, только одной группе удалось создать непрерывный временной кристалл, причем всего на несколько миллисекунд.
Теперь ученые из Технического университета Дортмунда создали модель, которая проработала в 10 миллионов раз дольше — около 40 минут.
В то время как атомы обычных, повседневных кристаллов расположены в повторяющемся порядке в пространстве, кристаллы времени дополнительно расположены в повторяющемся порядке во времени — по сути, это кристаллы, существующие в измерении за пределами нашего типичного трехмерного восприятия. «Это способ иметь свой пирог и есть его тоже», — сказал лауреат Нобелевской премии США Фрэнк Вильчек, который впервые задумал кристаллы времени в 2012 году.
Кристаллы времени создаются так же, как и многие вещи в передовой физике — с помощью переохлажденных атомов (т. е. конденсатов Бозе-Эйнштейна) и лазеров. Хотя эта захватывающая новая фаза материи может иметь революционные применения в мире квантовых вычислений, они, как правило, не живут долго. Например, в 2022 году ученые из Гамбургского университета наблюдали непрерывный кристалл времени, но он просуществовал всего несколько миллисекунд.
Теперь исследователи из Технического университета Дортмунда создали непрерывный кристалл времени, который просуществовал в 10 миллионов раз дольше, около 40 минут. Если использовать собственные слова Вильчека — это очень много.
Чтобы создать этот кристалл времени, физик Технического университета Дортмунда Алекс Грейлих и его команда создали кристалл арсенида индия-галлия, легированного кремнием (он же полупроводник). В этом кристалле ядерные спины «выступают в качестве резервуара для кристалла времени», согласно заявлению университетской прессы. После охлаждения до 6 Кельвинов и воздействия лазером ядерный спин образуется в результате взаимодействия лазера со слабо удерживаемыми электронами.
Затем поляризация ядерного спина создает колебания, напоминающие кристалл времени. И что удивительно, эти повторяющиеся колебания длились целых 40 минут — на порядок больше, чем любой непрерывный кристалл времени, который был до этого. Результаты этого исследования были опубликованы в конце января 2024 года в журнале Nature.
Хотя 40 минут — это уже достижение, это может быть только началом того, как долго могут существовать такие кристаллы времени. Согласно ScienceAlert, этот кристалл не показал никаких признаков распада за 40 минут, что означает, что будущие кристаллы времени могут существовать часами или даже дольше.
Могут ли эти кристаллы помочь нам путешествовать во времени? Чтобы окунуться в тему кристаллов времени, представьте себе снежинки или рубины — кристаллы, которые дразняще искажают пространственную симметрию. В отличие от идеально симметричного пустого пространства, на этих пространственных кристаллах есть пятна, которые выглядят иначе, чем другие пятна, например, их края. Таким же образом, кристалл времени нарушает симметрию времени: его атомы любят находиться в разных точках пространства в разные моменты времени, меняя направления, как будто их переворачивает пульсирующая сила, пишет издание Популярная механика.
Более того, кристаллы времени могут двигаться, не поглощая энергию, поскольку они созданы из захваченных ионов — смесей электрических или магнитных полей, которые могут захватывать заряженные частицы, обычно в системе, изолированной от внешней среды, со способностью неустанно вращаться, даже в своей самой низкой энергетической точке (так называемом основном состоянии).
Владимир Ельцов, физик-прикладник из Университета Аалто в Финляндии, который вместе с профессором Григорием Воловиком и докторантом Самули Аутти в мае 2018 года превратил квазикристалл времени в полноценный и сверхтекучий кристалл времени, восхищается достоинствами кристаллов времени — даже если он (пока) не верит в их способность превратить нас всех в начинающих Доков Браунов.
Профессор Григорий Воловик (слева) и Владимир Ельцов (справа) обсуждают кристаллы времени. Они только что измерили сигнал кристалла времени (виден на экране компьютера за рукой Ельцова). Журнал «Популярная механика»
Вместо этого Элстов предпочитает думать о том, как кристаллы времени могут продвинуть нас технологически. Например, кристаллы времени могут помочь нам создавать высокочувствительные детекторы магнитного поля или компоненты квантовых компьютеров. И вера Элстова в эти увлекательные структуры такова, что он считает, что они могут стать нашим союзником в решении самых теоретических и высоколобых проблем, связанных с фундаментальными законами, управляющими вселенной.
В 2012 году физик-теоретик Массачусетского технологического института и лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вильчек впервые выдвинул гипотезу о том, что периодичность (свойство возникновения в пространстве через упорядоченные интервалы) кристаллов также является делом времени; Вильчек представил себе систему в ее самом низком энергетическом состоянии, способную замерзать в пространстве, как обычный кристалл. Однако в горячую минуту Патрик Бруно из Европейского центра синхротронного излучения в Гренобле, Франция, а затем несколько мгновений спустя Харуки Ватанабе из Калифорнийского университета в Беркли и Масаки Ошикава из Токийского университета, заклеймили предложение Вильчека как невыполнимое.
«Где на Земле система в своем основном состоянии может найти энергию, чтобы произвести периодическое движение в первую очередь?» — рявкнули они. Только в системе, которая была выведена из состояния равновесия — ее равновесного состояния — какой-то движущей силой, может быть достигнуто периодическое поведение кристалла времени, сказали Ватанабэ и Ошикава. Вот и все. Научные круги быстро возродили понятие «систем Флоке» или квантовых систем, в которых некий тип движущей силы наделяет систему периодичностью (первоначально понятой и математически рассчитанной в 19 веке математиком Гастоном Флоке).
В 2015 году физик-теоретик Шиваджи Сонди и его коллеги из Принстонского университета опубликовали статью, в которой изложили теоретическую основу того, как на самом деле могут существовать кристаллы времени. «В тот момент у нас в голове не было мыслей о конкретно кристаллах времени, а были неравновесные состояния материи», — говорит Ведика Кхемани, в то время член пионерской команды Принстона, а сегодня физик конденсированного состояния в Стэнфордском университете. Группа исследовала, что происходит, когда определенные изолированные квантовые системы, состоящие из смеси взаимодействующих частиц, часто подвергаются воздействию лазера.
Представьте себе маятник. Обычный маятник, который не питается от батареи или какого-либо другого генератора, в конечном итоге поддастся трению и замедлится. Даже в «идеализированном» маятнике, помещенном в среду без трения — в вакуум — взаимодействия между множеством частиц, составляющих маятник, создадут внутренние напряжения и снова приведут маятник к инерции. Еще более идеализированный маятник, состоящий только из одной частицы, сможет двигаться вперед и назад вечно, но это не уникальный временной кристалл. Напротив, маятник команды Принстона был таким, в котором множество частиц могли продолжать пульсировать вечно, не требуя постоянной подачи энергии. Это было совершенно новое состояние материи.
Вскоре две группы экспериментаторов начали попытки построить кристаллы времени в лаборатории. Первая, из Гарвардского университета (где Хемани также был членом), экспериментировала с созданием искусственной решетки в синтетическом алмазе. Вторая, из Мэрилендского университета, использовала цепочку заряженных частиц, называемых «ионами иттербия».
Престижные университеты, такие как Принстон, Гарвард и Калифорнийский университет в Беркли, не единственные учреждения, которые с головой окунулись в исследование кристаллов времени. Даже армия США выделила значительные ресурсы на то, чтобы раскрыть таинственные качества этих концептуально удивительных структур.
Итак, если исследования кристаллов времени не показывают признаков истощения, возможно, они все-таки позволят путешествовать во времени?
«Нет», — прямо говорит Кхемани. «Это совершенно новая фаза материи, которая действительно особенная, действительно экзотическая. Но это все». И ее точку зрения единогласно разделяют все опрошенные нами ученые, включая Стивена Холлера, физика из Фордхэмского университета, который экспериментирует с кристаллами в оптических системах.
«Вместо этого кристаллы времени можно использовать в качестве квантовых запоминающих устройств», — говорит Холлер. Квантовая связь, передача информации с использованием квантовых битов, может предоставить нам очень безопасный способ передачи информации из одного места в другое, что весьма полезно, скажем, для банковского сектора или национальной безопасности. Кажется, что максимальная прочность кристаллов времени в обстоятельствах, которые в других местах невозможны, может также содержать секрет достижения согласованности в квантовых вычислениях, вторит Ельцов.
Однако нам нужно будет подождать по крайней мере пять лет, прежде чем квантовые коммуникационные системы выйдут на рынок и начнут проникать в наши коммерческие системы, говорит Холлер. Между тем, ученые, такие как Хемани, остаются осторожными в отношении всего разговора вокруг квантовой коммуникации.
И все же, так ли уж неправильно — и выходит за рамки научных возможностей — то, что мы по-прежнему хотим изгибать время какими-то иными способами, нежели с помощью кристаллов времени?
Вот и хорошие новости: «Путешествия во времени в принципе нельзя исключить», — говорит Ельцов.
А теперь немного разочаровывающая новость: «Но чтобы понять это, потребуются огромные плотности энергии, которые мы не в состоянии получить в лабораторных условиях ни сейчас, ни в обозримом будущем».
Подумайте о Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРНе, Европейской организации ядерных исследований. БАК, самый большой и мощный в мире ускоритель частиц, весит более 38 000 тонн , проходит 27 километров в подземном туннеле, частицы направляются титаническими сверхпроводящими магнитами, бешено вращающимися вокруг него со скоростью 11 000 оборотов в секунду, и стоит около 4,8 миллиарда долларов. Это действительно, действительно огромно — и нам все еще нужны порядки величин, чтобы хотя бы взглянуть на путешествия во времени, говорит Холлер. Мы просто не готовы.
«Это совершенно неосуществимо с нынешними технологиями», — говорит Курт фон Кейзерлингк, физик-теоретик из Бирмингемского университета, который в 2016 году провел дополнительную теоретическую работу с Кхемани и Сонди по кристаллам времени. «Но это не значит, что это невозможно», — быстро добавляет он, побуждая нас взглянуть на работу физика Кипа С. Торна.
В 2017 году Торн был удостоен Нобелевской премии по физике вместе с Райнером Вайсом и Барри К. Баришем за первое обнаружение гравитационной волны. Торн наиболее известен в беспощадном мире физики как создатель идей, дружелюбных к научной фантастике. Именно он посоветовал космологу и писателю Карлу Сагану прибегнуть к гипотетической проходимой червоточине, соединяющей два периода времени, чтобы переместить Джоди Фостер через вселенную в « Контакте», фильме 1997 года, основанном на романе Сагана 1985 года. Он также помог создать черную дыру для «Интерстеллара» и сказал, что червоточины можно использовать для космических путешествий и путешествий во времени.
Студентка Фордхэмского университета (Джеда Маккайла Мендоса) в лаборатории настраивает лазер. «На этой картинке нет кристаллов (времени или чего-то еще), и мы используем кристаллы только как средство для изменения длины волны источника света, однако лазеры всегда холодные», — говорит Стивен Холлер, физик из Фордхэма. Журнал «Популярная механика»
Торн предложил объяснения нескольких логических загадок, касающихся путешествий во времени, включая парадокс возвращения назад во времени через червоточину и случайного убийства своего дедушки, тем самым убив себя. (Как вы можете существовать, если вашего отца не существует, поскольку сперматозоид, ответственный за его зачатие, был уничтожен… вами?) В 1991 году Торн провел некоторые математические расчеты и обнаружил, что такие парадоксы не могут возникнуть, а вместо этого заменяются бесконечным числом других потенциальных результатов. (Вы можете вернуться назад во времени и возиться со своим дедушкой сколько угодно, но вы никак не смогли бы его убить, иначе вы бы не существовали, чтобы убить его изначально.)
Затем есть теория гипотезы многих миров, которая могла бы разрешить некоторые из последствий возвращения назад во времени и изменения будущего. Эта гипотеза предполагает, что мы живем в почти бесконечности вселенных , которые имеют те же физические законы и ценности, но существуют в разных состояниях и организованы так, что никакая информация не может передаваться между ними. По сути, с каждым принимаемым нами решением вселенная разделяется на несколько реальностей, и мы совершенно не осознаем альтернативные сценарии, которые наши точные копии переживают в других вселенных.
«Решение самых сложных проблем в физике требует отказа от многих наших предвзятых представлений… Путешествие во времени, согласно теории мультивселенных, привело бы нас в одну из этих других вселенных, так что это не обязательно был бы прямой линейный путь вперед-назад для нас, а переход между вселенными», — говорит Холлер. «Я не полностью в это верю, но есть много умных людей, работающих над этим, и, похоже, они считают, что это очень, очень осуществимо», — продолжает он.
Но невероятно привлекательная теория мультивселенных не имеет доказательств в виде надежных расчетов, говорит фон Кейзерлингк. Для него проблема с интерпретацией множества миров и путешествиями во времени заключается не в том, что они обязательно являются вымыслом, а в том, что в настоящее время нам может не хватать математических инструментов и даже философских идей для обсуждения этих вещей. Они находятся на самом теоретическом конце физики, говорит он: вещи, о которых мы можем только рассуждать, тогда как наука в лучшем случае — это просто «информированное предположение».
«Иногда может случиться так, что природа ставит перед нами вопросы, которые никто не решал раньше», — говорит фон Кейзерлингк. «Одна из проблем заключается в том, что у нас есть довольно устоявшееся представление о том, что такое пространство и время. Решение самых сложных проблем в физике требует отказа от многих наших предвзятых представлений».
