与闭合类时曲线的量子相互作用及超光速信号传递
摘要
目前在量子信息文献中，关于量子系统与闭合类时曲线 (CTCs) 相互作用已有大量成果，涵盖 CTC 相互作用的 Deutsch 模型 (D-CTCs) 和投影模型 (P-CTCs)。因此，存在一个利用纠缠的初步论证，即 CTC 相互作用将允许超光速甚至实际上是瞬时的信号传递。在信号发送者与接收者处于类空分离的情况下，接收者是测量纠缠态的局部部分还是分离态的部分以获取信号，可能取决于参考系。我们提出了一致性条件，在类空分离场景中优先考虑纠缠视角或分离视角。对于 D-CTC 相互作用，该一致性条件优先考虑状态为分离态的参考系；而对于 P-CTC 相互作用，该条件选择纠缠态。利用该一致性条件，我们展示了一种过程，允许 Alice 通过类空分离的 Alice 与 Clio 之间以及类空分离的 Clio 与 Bob 之间的中继超光速通信，向过去的 Bob 发送信号。这开启了经典领域中的时间旅行悖论之门。Ralph (arXiv:1107.4675) 首先针对 P-CTCs 指出了这一点，但我们表明 Ralph 关于“向过去广播”的过程存在缺陷。由于 D-CTCs 和 P-CTCs 都允许经典信息在时空环路中传输，根据 Aaronson 和 Watrous (Proc.Roy.Soc.A, 465:631-647 (2009)) 关于 CTC 增强经典计算的结果可知，能够访问 P-CTCs 的量子计算机将具备 PSPACE 的计算能力，这等价于经 D-CTC 增强的量子计算机。
引用
@article{arxiv.1309.4751,
title = {Quantum Interactions with Closed Timelike Curves and Superluminal Signaling},
author = {Jeffrey Bub and Allen Stairs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.4751},
year = {2014}
}
备注
8 pages, 3 figures. Revised version of paper presented at conference 'Quantum Mechanics Seen Through Closed Timelike Curves,' Fondation des Treilles, France, June 24--28, 2013. Version 4 corrects some typos, adds reference to paper by C.H. Bennett et al. Selected by editors of Physical Review as Editor's Choice