Time travel without paradoxes: Ring resonator as a universal paradigm for looped quantum evolutions - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Time travel without paradoxes: Ring resonator as a universal paradigm for looped quantum evolutions

Abstrakt

A ring resonator involves a scattering process where a part of the output is fed again into the input. The same formal structure is encountered in the problem of time travel in a neighborhood of a closed timelike curve (CTC). We know how to describe quantum optics of ring resonators, and the resulting description agrees with experiment. We can apply the same formal strategy to any looped quantum evolution, in particular to the time travel. The argument is in its essence a topological one and thus does not refer to any concrete geometry. It is shown that the resulting paradigm automatically removes logical inconsistencies associated with chronology protection, provided all input-output relations are given by unitary maps. Examples of elementary loops and a two-loop time machine illustrate the construction. In order to apply the formalism to quantum computation one has to describe multi-qubit systems interacting via CTC-based quantum gates. This is achieved by second quantization of loops. An example of a multiparticle system, with oscillators interacting via a time machine, is explicitly calculated. However, the resulting treatment of CTCs is not equivalent to the one proposed by Deutsch in his classic paper [1].

Cytowania

  • 3

    CrossRef

  • 3

    Web of Science

  • 3

    Scopus

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 16 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY-NC-ND otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
PHYSICS LETTERS A nr 383, strony 2704 - 2712,
ISSN: 0375-9601
Język:
angielski
Rok wydania:
2019
Opis bibliograficzny:
Czachor M.: Time travel without paradoxes: Ring resonator as a universal paradigm for looped quantum evolutions// PHYSICS LETTERS A -Vol. 383,iss. 23 (2019), s.2704-2712
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.physleta.2019.05.043
Bibliografia: test
  1. D. Deutsch, Phys. Rev. D 44, 3197 (1991). otwiera się w nowej karcie
  2. M. S. Morris, K. S. Thorne, and U. Yurtsever, Phys. Rev. Lett. 61, 1446 (1988). otwiera się w nowej karcie
  3. W. J. Van Stockum, Proc. Roy. Soc. Edin. 57, 135 (1937). otwiera się w nowej karcie
  4. K. Gödel, Rev. Mod. Phys. 21, 447 (1949). otwiera się w nowej karcie
  5. A. H. Taub, Ann. Math. 53, 472 (1951). otwiera się w nowej karcie
  6. E. T. Newman, L. Tamburino, and T. J. Unti, J. Math. Phys. 4, 915 (1963). otwiera się w nowej karcie
  7. C. W. Misner, in Relativity Theory and Astrophysics I. Relativity and Cosmology, ed. J. Ehlers, pp. 160-169, Providence (1967).
  8. J. R. Gott III, Phys. Rev. Lett. 66, 1126 (1991). otwiera się w nowej karcie
  9. S. Deser, R. Jackiw, and G. 't Hooft, Phys. Rev. Lett. 68, 267 (1992). otwiera się w nowej karcie
  10. J. D. E. Grant, Phys. Rev. D 47, 2388 (1993). otwiera się w nowej karcie
  11. M. Ringbauer et al., Nat. Comm. 5, 4145 (2014) . otwiera się w nowej karcie
  12. C. H. Bennett et al., Phys. Rev. Lett. 103, 170502 (2009).
  13. D. G. Boulware, Phys. Rev. D. 46, 4421 (1992). otwiera się w nowej karcie
  14. H. D. Politzer, Phys. Rev. D. 46, 4410 (1992); otwiera się w nowej karcie
  15. Phys. Rev. D. 49, 3981 (1994). otwiera się w nowej karcie
  16. D. S. Goldwirth et al., Phys. Rev. D. 49, 3951 (1994). otwiera się w nowej karcie
  17. D. G. Rabus, Integrated Ring Resonators. The Com- pendium, Springer, Berlin (2007). otwiera się w nowej karcie
  18. L. Caspani et al., Light: Science & Applications 6, e17100 (2017); doi: 10.1038/lsa.2017.100 otwiera się w nowej karcie
  19. K. R. Motes, A. Gilchrist, J. P. Dowling, and P. P. Rohde, Phys. Rev. Lett. 113, 120501 (2014). otwiera się w nowej karcie
  20. P. P. Rohde, Phys. Rev. A 91, 012306 (2015). otwiera się w nowej karcie
  21. A. Schreiber et al., Science 336, 55 (2012). otwiera się w nowej karcie
  22. Y. He et al., Phys. Rev. Lett. 118, 190501 (2017).
  23. S. Takeda and A. Furusawa, Phys. Rev. Lett. 119, 120504 (2017). otwiera się w nowej karcie
  24. In an earlier version of the present paper, M. Czachor, arXiv:1805.12129v4 [quant-ph], proofs employing a sum- mation of cycles of looped evolutions were used. As ex- pected, the results were identical to our Theorems 1 and 2. The present proofs are more straightforward, and do not require additional 'physical' assumptions about the physical process itself. It is nevertheless very instructive to prove the theorems in both ways. otwiera się w nowej karcie
  25. T. Pegg, in Times' arrows, quantum measurement and superluminal behavior , eds. D. Mugnai, A. Ranfagni and L. S. Schulman, p. 113, CNDR, Roma (2001);
  26. D. M. Greenberger and K. Svozil, in Between Chance and Choice, eds. H. Atmanspacher and R. Bishop, p. 293, Imprint Academic, Thorverton (2002); arXiv:quant- ph/0506027 (2005).
  27. S. W. Hawking, Phys. Rev. D 52, 5681 (1995). otwiera się w nowej karcie
  28. E. Radu, Phys. Lett. A 247, 207 (1998). otwiera się w nowej karcie
  29. W. G. Unruh, Phys. Rev. Lett. 46 1351 (1981). otwiera się w nowej karcie
  30. L.J. Garay, J.R. Anglin, J.I. Cirac and P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 85, 4643 (2000). otwiera się w nowej karcie
  31. M. Cadoni and S. Mignemi, Phys. Rev. D 72, 084012, (2005). otwiera się w nowej karcie
  32. V.A. De Lorenci, R. Klippert, R. and Y.N. Obukhov, Phys. Rev. D 68, 061502 (2003). otwiera się w nowej karcie
  33. M. Visser, Class. Quantum Grav. 15, 1767 (1998). otwiera się w nowej karcie
  34. C. Barceló, S. Liberati, S. Sonego and M. Visser, New J. Phys. 6, 186 (2004 ). otwiera się w nowej karcie
  35. F. Baldovin, M. Novello, S.E. Perez Bergliaffa, and J.M. Salim, Class. Quantum Grav. 17, 3265 (2000). otwiera się w nowej karcie
  36. C. Barceló and A. Campos, Phys. Lett. B 563, 217 (2003). otwiera się w nowej karcie
  37. C. Barceló, S. Liberati and M. Visser, Int. J. Mod. Phys. D 12, 1641 (2003). otwiera się w nowej karcie
  38. S. Finazzi, S. Liberati and L. Sindoni, Phys. Rev. Lett. 108, 071101 (2012) otwiera się w nowej karcie
  39. X.-H. Ge and Y.-G. Shen, Phys. Lett. B 623, 141 (2005). otwiera się w nowej karcie
  40. X.-H. Ge and S.-W. Kim, Phys. Lett. B 652, 349 (2007). otwiera się w nowej karcie
  41. G. Krein, G. Menezes and N.F. Svaiter, Phys. Rev. Lett. 105, 131301 (2010). otwiera się w nowej karcie
  42. R. Schützhold and W.G. Unruh, Phys. Rev. Lett. 95, 031301 (2005). otwiera się w nowej karcie
  43. R. Howl, R. Penrose, and I. Fuentes, New J. Phys. 21, 043047 (2019). otwiera się w nowej karcie
  44. G. E. Volovik, The Universe in a Helium Droplet, Claren- don Press, Oxford (2003). otwiera się w nowej karcie
  45. C. Sabín, Phys. Rev. D 94, 081501 (2016). otwiera się w nowej karcie
  46. C. Sabín, Universe 4, 115 (2018).
  47. R. Bekenstein et al., Nature Phot. 11, 664 (2017). otwiera się w nowej karcie
  48. C. Sabín, New J. Phys. 20, 053028 (2018). otwiera się w nowej karcie
  49. G. Martín-Vázquez and C. Sabín, arXiv:1810.05124 [quant-ph] (2018). otwiera się w nowej karcie
  50. C. Barceló, S. Liberati and M. Visser, Living Rev. Rel. 812 (2005); the updated preprint arXiv:gr-qc/0505065 (version from 2011) includes 702 references. otwiera się w nowej karcie
  51. S. W. Hawking, Phys. Rev. D 46, 603 (1992). otwiera się w nowej karcie
  52. M. Visser, Phys. Rev. D 47, 554 (1993). otwiera się w nowej karcie
  53. M. Paw lowski and M. Czachor, Phys. Rev. A 73, 042111 (2006).
  54. M. Wilczewski and M. Czachor, Phys. Rev. A 80, 013802 (2009). otwiera się w nowej karcie
  55. A. C. Elitzur and L. Vaidman, Found. Phys. 23, 987 (1993). otwiera się w nowej karcie
  56. M. Czachor, Phys. Lett. A 257, 107 (1999); arXiv:quant- ph/9812030. otwiera się w nowej karcie
  57. M. Czachor, arXiv:1805.12129v1 [quant-ph]
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 60 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi