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
-
4
CrossRef
-
0
Web of Science
-
4
Scopus
Autor (1)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
-
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
-
- D. Deutsch, Phys. Rev. D 44, 3197 (1991). otwiera się w nowej karcie
- M. S. Morris, K. S. Thorne, and U. Yurtsever, Phys. Rev. Lett. 61, 1446 (1988). otwiera się w nowej karcie
- W. J. Van Stockum, Proc. Roy. Soc. Edin. 57, 135 (1937). otwiera się w nowej karcie
- K. Gödel, Rev. Mod. Phys. 21, 447 (1949). otwiera się w nowej karcie
- A. H. Taub, Ann. Math. 53, 472 (1951). otwiera się w nowej karcie
- E. T. Newman, L. Tamburino, and T. J. Unti, J. Math. Phys. 4, 915 (1963). otwiera się w nowej karcie
- C. W. Misner, in Relativity Theory and Astrophysics I. Relativity and Cosmology, ed. J. Ehlers, pp. 160-169, Providence (1967).
- J. R. Gott III, Phys. Rev. Lett. 66, 1126 (1991). otwiera się w nowej karcie
- S. Deser, R. Jackiw, and G. 't Hooft, Phys. Rev. Lett. 68, 267 (1992). otwiera się w nowej karcie
- J. D. E. Grant, Phys. Rev. D 47, 2388 (1993). otwiera się w nowej karcie
- M. Ringbauer et al., Nat. Comm. 5, 4145 (2014) . otwiera się w nowej karcie
- C. H. Bennett et al., Phys. Rev. Lett. 103, 170502 (2009).
- D. G. Boulware, Phys. Rev. D. 46, 4421 (1992). otwiera się w nowej karcie
- H. D. Politzer, Phys. Rev. D. 46, 4410 (1992); otwiera się w nowej karcie
- Phys. Rev. D. 49, 3981 (1994). otwiera się w nowej karcie
- D. S. Goldwirth et al., Phys. Rev. D. 49, 3951 (1994). otwiera się w nowej karcie
- D. G. Rabus, Integrated Ring Resonators. The Com- pendium, Springer, Berlin (2007). otwiera się w nowej karcie
- L. Caspani et al., Light: Science & Applications 6, e17100 (2017); doi: 10.1038/lsa.2017.100 otwiera się w nowej karcie
- K. R. Motes, A. Gilchrist, J. P. Dowling, and P. P. Rohde, Phys. Rev. Lett. 113, 120501 (2014). otwiera się w nowej karcie
- P. P. Rohde, Phys. Rev. A 91, 012306 (2015). otwiera się w nowej karcie
- A. Schreiber et al., Science 336, 55 (2012). otwiera się w nowej karcie
- Y. He et al., Phys. Rev. Lett. 118, 190501 (2017).
- S. Takeda and A. Furusawa, Phys. Rev. Lett. 119, 120504 (2017). otwiera się w nowej karcie
- 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
- T. Pegg, in Times' arrows, quantum measurement and superluminal behavior , eds. D. Mugnai, A. Ranfagni and L. S. Schulman, p. 113, CNDR, Roma (2001);
- 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).
- S. W. Hawking, Phys. Rev. D 52, 5681 (1995). otwiera się w nowej karcie
- E. Radu, Phys. Lett. A 247, 207 (1998). otwiera się w nowej karcie
- W. G. Unruh, Phys. Rev. Lett. 46 1351 (1981). otwiera się w nowej karcie
- L.J. Garay, J.R. Anglin, J.I. Cirac and P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 85, 4643 (2000). otwiera się w nowej karcie
- M. Cadoni and S. Mignemi, Phys. Rev. D 72, 084012, (2005). otwiera się w nowej karcie
- V.A. De Lorenci, R. Klippert, R. and Y.N. Obukhov, Phys. Rev. D 68, 061502 (2003). otwiera się w nowej karcie
- M. Visser, Class. Quantum Grav. 15, 1767 (1998). otwiera się w nowej karcie
- C. Barceló, S. Liberati, S. Sonego and M. Visser, New J. Phys. 6, 186 (2004 ). otwiera się w nowej karcie
- F. Baldovin, M. Novello, S.E. Perez Bergliaffa, and J.M. Salim, Class. Quantum Grav. 17, 3265 (2000). otwiera się w nowej karcie
- C. Barceló and A. Campos, Phys. Lett. B 563, 217 (2003). otwiera się w nowej karcie
- C. Barceló, S. Liberati and M. Visser, Int. J. Mod. Phys. D 12, 1641 (2003). otwiera się w nowej karcie
- S. Finazzi, S. Liberati and L. Sindoni, Phys. Rev. Lett. 108, 071101 (2012) otwiera się w nowej karcie
- X.-H. Ge and Y.-G. Shen, Phys. Lett. B 623, 141 (2005). otwiera się w nowej karcie
- X.-H. Ge and S.-W. Kim, Phys. Lett. B 652, 349 (2007). otwiera się w nowej karcie
- G. Krein, G. Menezes and N.F. Svaiter, Phys. Rev. Lett. 105, 131301 (2010). otwiera się w nowej karcie
- R. Schützhold and W.G. Unruh, Phys. Rev. Lett. 95, 031301 (2005). otwiera się w nowej karcie
- R. Howl, R. Penrose, and I. Fuentes, New J. Phys. 21, 043047 (2019). otwiera się w nowej karcie
- G. E. Volovik, The Universe in a Helium Droplet, Claren- don Press, Oxford (2003). otwiera się w nowej karcie
- C. Sabín, Phys. Rev. D 94, 081501 (2016). otwiera się w nowej karcie
- C. Sabín, Universe 4, 115 (2018).
- R. Bekenstein et al., Nature Phot. 11, 664 (2017). otwiera się w nowej karcie
- C. Sabín, New J. Phys. 20, 053028 (2018). otwiera się w nowej karcie
- G. Martín-Vázquez and C. Sabín, arXiv:1810.05124 [quant-ph] (2018). otwiera się w nowej karcie
- 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
- S. W. Hawking, Phys. Rev. D 46, 603 (1992). otwiera się w nowej karcie
- M. Visser, Phys. Rev. D 47, 554 (1993). otwiera się w nowej karcie
- M. Paw lowski and M. Czachor, Phys. Rev. A 73, 042111 (2006).
- M. Wilczewski and M. Czachor, Phys. Rev. A 80, 013802 (2009). otwiera się w nowej karcie
- A. C. Elitzur and L. Vaidman, Found. Phys. 23, 987 (1993). otwiera się w nowej karcie
- M. Czachor, Phys. Lett. A 257, 107 (1999); arXiv:quant- ph/9812030. otwiera się w nowej karcie
- M. Czachor, arXiv:1805.12129v1 [quant-ph]
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 84 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Generic emergence of classical features in quantum Darwinism
- F. Brandão,
- M. Piani,
- P. Horodecki
Reexamination of the decoherence of spin registers
- J. Tuziemski,
- A. Lampo,
- M. Lewenstein
- + 1 autorów