Comunicaciones cuánticas semi-FTL

Estoy tratando de pensar en ideas que tengan alguna posibilidad de enviar información FTL.

Entonces podemos entrelazar partículas juntas. Cuando los mides, los influyes. Si mides uno hacia arriba, el otro se vuelve hacia abajo. Si mide uno a la izquierda, el otro se convierte en derecho.

Supongamos que, por alguna razón, alguien ha encontrado una manera de mantener un enredo durante 1 hora (subiré esto para mi historia de pelusa, pero eso solo complica las cosas para la pregunta). Tenemos dos computadoras, una en la tierra y otra en un satélite a media hora de distancia a la velocidad de la luz. Cada computadora tiene un segmento cuántico en una configuración de bola de hámster que está alineado en comparación con el sol (o el centro galáctico o lo que sea, siempre que puedan cambiarse para estar siempre más o menos en la misma orientación, está bien). Enredamos algunos bits en el segmento cuántico con luz y enviamos esto al satélite que puede capturarlos y almacenarlos en el segmento cuántico (o cualquier copia hecha o lo que sea). El segmento cuántico puede, por conveniencia, enviar 100 megabites de partículas entrelazadas por segundo sin quedarse sin bits para entrelazar.

El problema con este método siempre es que puedes usar estos bits solo una vez, y necesitan viajar a la velocidad de la luz hasta el destino, por lo que no puedes enviar mensajes más rápido que la luz. ¿Pero tal vez todavía puedas hacer trampa un poco?

Imagínese esto: arriba/abajo es un 0. Izquierda/derecha es un 1. Diagonal significa que el bit no se ha utilizado. Ahora envía un paquete de bits que contiene información no entrelazada e información entrelazada "en blanco" que aún no ha sido influenciada. La información no entrelazada contiene una marca de tiempo cuando se hizo el paquete y cuándo se medirá la información entrelazada para darle un significado. Los bits no entrelazados también podrían transportar otra información no sensible al tiempo. Se establece el tiempo en que se le dará significado, por ejemplo, 50 minutos después de que se hizo para que no se desenrede antes de que se pueda leer.

El satélite recibe estos paquetes media hora después de que fueron enviados y ve cuánto tiempo ha transcurrido y otra información en la información no entrelazada. Luego, después de que hayan transcurrido los 20 minutos restantes +50 milisegundos, lee la información cuántica (teniendo en cuenta todos los tipos de relatividad al medir el tiempo como lo hacemos con nuestros satélites actuales).

Ahora viene la parte del engaño. En lugar de enviar paquetes con datos al satélite ("cómo estás", "cambiar de rumbo tanto", etc.), los escribes en los bits cuánticos que están en la marca de 50 minutos al influir en su orientación. Esto crea una cadena de ceros y unos, y los bits no utilizados se establecen en la configuración frontal/posterior para indicar que no se utilizan. Luego, unos milisegundos más tarde, el satélite lee esta información y ya no puede influir en las direcciones de los bits. Inmediatamente después de leerlos, las partículas enredadas enviadas se descartan para dejar espacio para la siguiente cadena de bits enredados.

Si bien las partículas tardan en llegar allí, efectivamente ha enviado información más rápido que la luz en comparación con cuando se establecieron las instrucciones dentro de los bits entrelazados (esta idea es algo similar a cómo las unidades Alcubierre pueden usar autopistas secuenciadas para superar el "no se puede enviar negativo"). asunto FTL").

Como soy optimista, mi pregunta es: ¿qué tiene de malo esta configuración?

"Los escribes en los bits cuánticos que están en la marca de 50 minutos al influir en su orientación": esto romperá el enredo. No puede establecer el estado de una de un par de partículas entrelazadas en un valor conocido sin romper el entrelazamiento. Tan pronto como hayas "escrito" algo en las partículas entrelazadas mantenidas en la Tierra, se desenredan con sus hermanos en el satélite. Puede estar confundido acerca de lo que significa cuando los físicos dicen que el entrelazamiento cuántico no se puede usar para transferir información; no es un resultado experimental, es un teorema matemático .
A menos que absolutamente vaya a fijar su argumento exactamente en cómo funciona su comunicación FTL, y en la exploración de los cambios en la física que hizo para que funcione, probablemente recomendaría evitar tratar de fijarlo en conceptos físicos reales. La conocida convención de género "La comunicación FTL funciona en este entorno" simplemente está ahí. Tómalo y corre.
@notovny Prefiero un enfoque lo más realista posible.

Respuestas (3)

Todo el asunto de "mover las partículas enredadas lentamente" es una pista falsa: incluso si puede teletransportar mágicamente sus partículas enredadas, aún no puede transmitir información más rápido que la velocidad de la luz usando su enredo.

La forma en que funcionan las partículas entrelazadas no es que estableces un extremo en un estado y el otro extremo obtiene el estado. La forma en que funcionan es que si mides uno y encuentras que está en un estado particular, entonces sabes que el otro también está en ese estado. No hay forma de obligarlo a adoptar un estado en particular sin romper el enredo.

Fuente

Al leer el artículo y su respuesta, está hablando de convertir físicamente las partículas entrelazadas para lograr un efecto, ¿verdad? Yo (estaba tratando de) hablar sobre el uso de la medida para establecer la dirección de giro de la partícula. Una medida vertical forzada siempre tiene una medida de giro vertical arriba/abajo, mientras que una medida horizontal forzada siempre tiene una medida de giro horizontal arriba/abajo, etc. Dado que es la dirección y no el giro arriba/abajo que trato de usar, esperaba que pudiera funcionar .
@Demigan No, estamos hablando de estados de giro. No puede "forzar una medida vertical" sin romper el enredo. Además, el giro no tiene una naturaleza "vertical" u "horizontal".

No funciona de esta manera. Si bien es cierto que medir la mitad de un par enredado hace que el otro "gire"... el otro lado no puede ver eso. La única forma de hacerlo es medirlo desde su extremo. Así que no pueden saber si están recibiendo o enviando. Esto también descarta esquemas más complicados... como si envías dos mitades de pares.

Saben cuál es la recepción, cuál es la transmisión. Todavía no pueden leer el "receptor" sin desenredarse. Entonces, si lo leen temprano, han evitado que los mensajes lleguen... y no les irá mejor si esperan (lo que anula el propósito de la comunicación FTL) porque no tiene control sobre en qué dirección cambia.

Incluso enviar 1 bit de información es imposible aquí. No podemos responder a una pregunta de sí o no con él. No podemos hacer arreglos previos y decir "¡cuando veas que el muón se voltea, sabrás que es hora!" porque el acto de ver daría la vuelta a ese muón incluso si la señal aún no se ha enviado.

Hay una explicación más complicada, y se llama Teorema de No Clonación, pero es bastante absoluta hasta donde sabemos.

Además, tenga en cuenta que en la mayoría de los casos, cuando los físicos usan términos como "arriba/abajo", tienden a no querer decir estas cosas literalmente. Estos describen cualidades que rara vez tienen algo que ver con efectos macroscópicamente visibles.

Lo siento si esto suena duro, pero tienes un malentendido fundamental sobre cómo funciona el entrelazamiento cuántico. Déjame intentar explicar:

Tengo una bolsa, una canica roja y una canica azul. Puse las canicas en la bolsa. Ahora, sin mirar, meto la mano en la bolsa y saco una canica al azar. Manteniendo la canica firmemente sujeta en mi mano, para que no pueda verla, le entrego la bolsa a mi amiga, Kate. Luego, Kate mete la mano en la bolsa, agarra la canica restante y también oculta su color.

Efectivamente, las canicas en nuestras manos ahora están "enredadas". Ninguno de nosotros sabe qué color de canica tenemos y las canicas en ambas manos están efectivamente en una "superposición" de ser rojas o azules. Ahora, Kate y yo podemos ir por caminos separados, sin mirar nunca el color de la canica, e incluso si ella decide ir al otro lado del universo conocido, las canicas aún estarían "enredadas".

Este "enredo" se rompe cuando uno de nosotros mira la canica, y sucede instantáneamente. Si miro mi canica y veo que es roja, sé instantáneamente que Kate tiene la canica azul. Lo mismo para Kate, si mira su canica y la encuentra azul, entonces sabe que yo tengo la canica roja, sin importar cuán lejos estemos.

Si bien este ejemplo está muy simplificado, es un ejemplo del teorema de no comunicación . Si quieres hacer FTL de una manera "realista", te recomiendo algo como agujeros de gusano o entrar en territorio "Clarke-tech" con cosas como "subespacio".

¡ Robaré esta analogía elemental! Mas uno.
Entiendo lo que quieres decir, pero no responde a mi pregunta. Lo que describe es la característica de girar hacia arriba/girar hacia abajo, que es exactamente lo que no usé. Todas las fuentes que encontré usaban un dispositivo de medición y si midió una partícula enredada, siempre estará en línea con la medición, ya sea girando hacia arriba o hacia abajo (en línea o al revés dentro de ella). Si gira el dispositivo de medición 90 grados, la partícula girará en esa dirección, y dado que ninguna fuente lo había mencionado anteriormente, supuse que el gemelo también estaría en esta posición. Este no es el caso, me acabo de enterar.
@Demigan, sí, para ser claros, la suposición errónea fue que girar un giro (es decir, con un campo magnético) haría que su giro enredado lejano también girara. Este no es el caso. En la analogía del mármol de Dragongeek, eso sería como agregar una pintura amarilla translúcida a su mármol sin mirarlo. Después de medir, verás verde (lo que significa que solía ser azul y, por lo tanto, la canica de Kate es roja) o naranja (lo que significa que la canica de Kate es azul). Nada local que le hagas a tu canica puede afectar a la de Kate. Por lo tanto, no hay transferencia de información FTL.