نظریه عدم امکان درباره ماهیت میدان گرانشی فراتر از نظریه کوانتوم

در مقاله‌ای با عنوان «یک نظریه عدم امکان درباره ماهیت میدان گرانشی فراتر از نظریه کوانتوم» که در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است، نویسندگان به پرسش بنیادین پرداخته‌اند که آیا می‌توان تعاملات گرانشی را به‌طور بنیادی کلاسیک دانست، اگر این تعاملات قابلیت ایجاد درهم‌تنیدگی بین سیستم‌های کوانتومی را داشته باشند. این مطالعه از چارچوب پیشرفته نظریه‌های احتمالی تعمیم‌یافته (GPTs) استفاده می‌کند تا انواع نظریه‌های گرانشی سازگار با درهم‌تنیدگی مشاهده شده تجربی را بدون فرض یک مدل گرانشی خاص، به طور جامع بررسی نماید. با در نظر گرفتن تمام نظریه‌های ممکن که قادر به میانجی‌گری تعاملاتی هستند که درهم‌تنیدگی ایجاد می‌کنند، نویسندگان اثبات می‌کنند که یک نظریه عدم امکان به وجود می‌آید و سه شرط—(i) گرانش درهم‌تنیدگی ایجاد می‌کند، (ii) گرانش میانجی‌ تعامل است، و (iii) گرانش کلاسیک است—نمی‌توانند به صورت همزمان برقرار باشند. این بدان معناست که اگر گرانش میانجی تولید درهم‌تنیدگی است، نمی‌تواند به صورت کلاسیک توصیف شود. این رویکرد همچنین مدل‌های غیرخطی جایگزین گرانش مانند معادله شرودینگر-نیوتون و مدل‌های فروپاشی را ارزیابی کرده و به ضرورت یک توصیف کوانتومی یا فراتر از کلاسیک برای گرانش در صورت مشاهده درهم‌تنیدگی اشاره دارد (مارتلتو و ودرال، ۲۰۲۰).

از منظر حاکمیت کوانتومی، این پژوهش بر نقش حیاتی درهم‌تنیدگی به عنوان نشانه‌ای از تعاملات غیرکلاسیک تأکید دارد و نشان می‌دهد که چارچوب‌های حاکمیتی برای فناوری‌های نوظهور کوانتومی باید اصول استخراج شده از بینش‌های بنیادی فیزیک را یکپارچه نمایند. به طور خاص، نظریه عدم امکان به سیاست‌گذاران و مدیران اطلاع می‌دهد که هر فناوری یا پروتکلی که به درهم‌تنیدگی میانجی‌گری شده توسط گرانش متکی است، ویژگی‌های ذاتی کوانتومی گرانش را فرض می‌کند و به این ترتیب راهنمای استانداردها و رویکردهای نظارتی پیرامون دستگاه‌های حسگری و ارتباطی کوانتومی است که از اثرات گرانشی بهره می‌برند. با استفاده از GPTs، مکانیسم‌های حاکمیت می‌توانند طراحی شوند تا تئوری ناک وابسته باشند و بدین ترتیب مقررات را در برابر مدل‌های علمی در حال تکامل آینده تضمین کنند. افزون بر این، این یافته‌ها سرمایه‌گذاری در بسترهای تجربی را پیشنهاد می‌دهند که هدفشان تشخیص درهم‌تنیدگی از طریق کانال‌های گرانشی است، زیرا نتایج آن‌ها فرضیات علمی زیربنایی ضروری برای مدیریت قابل اطمینان فناوری کوانتومی را تصحیح خواهد کرد. بنابراین، سیاست‌گذاران باید از تلاش‌های بین‌رشته‌ای پیونددهنده علم اطلاعات کوانتومی، پژوهش‌های گرانشی، و مدل‌های پیشرفته نظری برای ایجاد چارچوب‌های حاکمیت آگاه و انعطاف‌پذیر حمایت کنند که می‌توانند کشفیات در محل تقاطع کوانتوم-گرانش را بی‌پوشند.

مرجع: مارتلتو، ک. و ودرال، و. (۲۰۲۰). یک نظریه عدم امکان درباره ماهیت میدان گرانشی فراتر از نظریه کوانتوم. Scientific Reports, 10, 19852. https://doi.org/10.1038/s41598-020-76818-2