Oxford Üniversitesi’nden Maria Violaris geçtiğimiz haftalarda yayınladığı makalede fiziğin en temel paradokslarını kuantum bilgisayarlarda simüle ediyor.
Zaman yolculuğu sadece bilim kurgu değil, Einstein’ın genel görelilik kuramının matematiksel çözümleri arasında da yer alıyor. Bu çözümlerden biri, fizikçiler arasında Kapalı Zaman Benzeri Eğriler (Closed Timelike Curves – CTC) olarak biliniyor.
CTC’ler, bir parçacığın uzayzaman boyunca ilerleyip tekrar kendi geçmişine dönebildiği yollardır. Yani bir zaman döngüsü yaratırlar. Genel göreliliğin Einstein alan denklemleri, belirli koşullar altında bu tür çözümleri kabul eder — örneğin Gödel evreni ya da Kerr kara deliği gibi bazı dönen uzayzaman geometrilerinde.
Ancak bu zaman döngüleri nedensellik açısından sorun yaratır. Örneğin, bir kişinin geçmişe gidip büyükbabasını öldürmesi durumunda kendi varlığı çelişkiye düşer. İşte bu tür durumlara “zaman yolculuğu paradoksları” denir.
Maria Violaris’in çalışması bu noktada devreye giriyor: CTC’lerin kuantum bilgisayarlar aracılığıyla simüle edilmesi, bu paradoksların nasıl çözülebileceğini deneysel olarak test etme olanağı sunuyor
Evrenin Dinamiklerine göre zaman yolculuğu yapan kişi büyükbabasını öldürürse en başta kendisi var olamaz ve bu bir paradoks yaratır.
Kuantum mekaniğindeki Büyükbaba Paradoksu David Deutsch tarafından 1991 yılında bir tutarlılık koşulu kullanılarak ortaya atılmıştır . Bu koşul, bir zaman makinesinden çıkan bir sistemin giren sistemle aynı olması gerektiğini dayatır. Bu koşul zaman döngüsündeki sistemin bir kubit ya da başka bir tür kuantum sistemi olup olmadığına bakılmaksızın geçerlidir.Burada Çözüm Kuantum evrenindeki dallanmalardır. Eğer geçmişe gidip büyükbabanızı öldürmeye kalkarsanız geri döndüğünüzde hiçbir şey değişmeyecektir.çünkü siz gittiğiniz evrendeki büyükbabanızı öldürdünüz kendi evreninizdekini değil.
Makalede zaman döngüsü bir kuantum devresi ile ele alınıyor:
Zaman yolcusu Alice-1 geçmişe gidip geçmişteki hali olan Alice-0 İle Karşılaşıyor.
Bir saat boyunca sohbet ederler ve sonra Alice-0 zaman makinesine adım atar. Alice-1 hayatına devam ederken Alice-0 zamanda geri giderek kendi geçmiş benliğiyle karşılaşır, böylece bu zaman döngüsü devam eder. Alice-1’in zaman makinesinden zaman makinesine girerkenki durumunun aynısıyla çıkması koşuluyla tutarlılık koşulu tarafından izin verilir.
Bu senaryoyu kuantum devresiyle modellemek için Alice, bir kuantum sistem olarak temsil ediliyor. Bu modelde Alice-0 ve Alice-1’in etkileşimi, bir unitary kapı ile simgeleniyor. Zaman makinesine giren ve çıkan sistemin kuantum durumu aynı olduğunda, tutarlılık koşulu sağlanmış oluyor. Böylece paradoks oluşmadan zaman döngüsü simüle edilebiliyor.
Violaris’in devre tasarımı bu yapıyı Qiskit üzerinden çalıştırılabilir hale getiriyor. Kullanıcı, sistemin başlangıç durumunu giriyor ve devre, bu girdiye karşılık gelen tutarlı zaman döngüsünü otomatik olarak oluşturuyor. Geriye yalnızca sonucu gözlemlemek kalıyor.
Bu simülasyonlar bize şunu gösteriyor: Zaman yolculuğu paradoksları, kuantum bilgisayarlar yardımıyla tutarlılık içinde test edilebiliyor. Henüz gerçek bir zaman makinesi elimizde olmasa da, fizikçilerin bu tür fikirleri deneysel olarak sınamaya başlaması, zamanın doğası üzerine yepyeni bir kapı aralıyor. Ayrıca bu makalede Maxwell’in Şeytanı, ışıktan hızlı bilgi iletilememesi gibi konularda kuantum bilgisayarlar ile açıklanmaya çalışıyor.
