Как в «Интерстелларе»: ученые доказали возможность отправки сообщений в прошлое — физики нашли способ

Американские физики из Корнеллского университета и Массачусетского технологического института (MIT) продемонстрировали, что квантовые каналы связи теоретически позволяют передавать информацию из будущего в прошлое. Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters (PRL), описывает механизм передачи данных через так называемые «замкнутые времениподобные кривые» — гипотетические структуры пространства-времени, допускаемые теорией относительности Эйнштейна.

Ученые под руководством доцента Корнеллского университета Марка Уайлда и профессора MIT Сета Ллойда проанализировали, как информация может распространяться назад во времени даже через «зашумленные» каналы, создающие помехи. Они полностью охарактеризовали одностороннюю пропускную способность для ретропричинной квантовой и классической связи.

Вдохновением для исследователей послужила концовка фильма «Интерстеллар», где главный герой передает сообщение дочери в прошлое, манипулируя стрелками часов. Как объяснил один из авторов работы Кайюань Цзи, отец помнит, как дочь расшифровала его будущее сообщение, и может дать инструкции самому себе о наилучшем способе кодирования этого послания.

Профессор Сет Ллойд сравнил этот процесс с отправкой фотона на несколько наносекунд назад в прошлое, где он пытался «убить» свою предыдущую версию. Еще в 2010 году его команда впервые смоделировала квантовую «петлю времени» с помощью запутанных частиц света.

В новой работе ученые пошли дальше, добавив в линию связи шум — подобно плохой телефонной линии. Оказалось, что в зашумленных условиях ретропричинная связь работает даже устойчивее обычной. Отправитель, находящийся в будущем и уже знающий результат приема, может оптимально закодировать сигнал с учетом ошибок.

Однако авторы сохраняют здоровый скептицизм. Открытие имеет важные последствия для теорий, описывающих черные дыры. Одна из популярных гипотез связывает их испарение с особой формой квантовой телепортации, что позволило бы примирить квантовую механику и общую теорию относительности. Новая работа указывает на серьезные информационно-теоретические ограничения для такого сценария.