과거를 25% 확률로 바꾸는 역방향 시간여행 시뮬레이션?

영국 케임브리지대학 연구팀이 양자얽힘(quantum entanglement) 현상을 이용해 양자역학 세계에서 25% 확률로 과거에 일어난 사건을 미래에서 바꿀 수 있는 시뮬레이션에 성공했다고 발표했다.

양자얽힘이란 양자역학 분야에서 특이한 양자 성질에 의해 고전 역학에선 설명할 수 없는 현실에서 일어날 수 없는 강한 상관관계를 가리킨다. 양자얽힘에선 현실 세계처럼 어떤 사건 원인이 최종 결과를 이끌어내는 것 뿐 아니라 사건 결과가 그 원인에 간섭한다는 상식에선 생각할 수 없는 거동을 볼 수 있는 경우가 있다는 것. 보도에선 양자얽힘에 대해 양자 입자가 있는 기본 성질이 2개 이상 입자에서 공유되는 경우 한 입자에서 그 성질을 변화시키면 다른 입자에서도 같은 변화가 일어나는 현상이라고 해설하고 있다.

이번에 연구팀은 2개 입자 얽힘을 시뮬레이션해 양자얽힘이 갖는 모호함에 대해 검토를 실시했다. 시뮬레이션 결과 초기 단계인 T1 시점 한 양자는 당초 평소대로 미래를 향해 진행된다. 하지만 어느 시점 T2에서 갑자기 과거를 향해 진행하기 시작하고 이후 T3, T4에선 T1 시점을 향해 다시 미래를 향해 진행한다. T1 시점을 넘은 양자는 이후에도 미래로 진행된다는 것.

연구팀은 이 회로를 이용해 과거에 일어난 액션을 소급적으로 변화시켜 최종 결과가 원하는 대로 되도록 시뮬레이션을 실시했다고 밝히고 있다. 최종적으로 연구팀은 25% 확률로 미래에서 실시한 관측에 의해 과거 측정 결과를 바꾸는 과거 재작성에 성공했다. 따라서 연구팀은 과거에 일어난 사건을 미래에 바꾸는 건 물리학 법칙을 위반하지 않는다고 결론지었다.

연구팀은 이 결과에 대해 선물을 주는 사례로 해설한다. 어떤 사람에게 선물을 주고 싶지만 상대방 손에 닿으려면 3일이 걸린다면 확실히 3일 뒤 전달하기 위해선 반드시 1일째에는 발송해야 한다. 물건 목록을 2일째 공개하면 선물이 정말 상대방이 원하는 게 아니어도 변경할 수 없다. 하지만 이번처럼 양자가 얽힌 구조를 이용하면 계산상 25% 확률로 이미 송부했을 선물 내용을 바꿀 수 있게 된다는 것이다.

또 이번 결과는 어디까지나 시뮬레이션에 의해 얻은 결과이기 때문에 시스템을 재작성해 타임 트래블에 대한 시뮬레이션 성공 확률을 더 올리는데 도움이 될 수 있다는 설명이다. 한편 연구팀은 이번 결과에 대해선 단순한 이론상 결과이기 때문에 SF 작품처럼 시간 여행은 어렵다고 지적한다. 타임머신 개발을 하는 게 아니라 양자역학 기초를 파고 드는 것이며 이번 시뮬레이션처럼 과거 사건을 실제로 바꾸는 건 어렵지만 과거 문제를 지금 수정하면 더 나은 미래를 상상할 수 있을 것이라고 말한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.