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크로니클:초광속_통신
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초안 번역자 : 구리스타앞잡이 Faster Than Light Communication

초광속 통신

인공 웜홀을 만드는 기술을 터득한 후, 마침내 거리가 정복되었다고 생각했다. 그러나 이러한 노력에도 불구하고 통신은 여전히 빛의 속도로 전송되었고 웜홀이 먼 지역 사이의 거리를 단축시켰음에도 불구하고 양방향 통신은 여전히 불가능했다. 이 문제는 깊은 우주를 정복하는 데 남아있는 가장 중요한 문제였다.

아마르인들은 점프게이트 기술을 처음으로 마스터했고 이 문제에 처음으로 직면했다. 그들은 국가가 지원하는 대규모 연구를 시작했고 몇가지 급진적인 해결책을 시도했지만 성공하지는 못했다. 결국 그들은 FTL 통신은 불가능하다는 사실을 받아들이면서 모든 연구를 중단했다.

experiment.jpg

Li Azbel과 그녀의 동료들은 가장 먼저 초광속 통신 전송을 받았고 그들의 환상적인 이론을 증명했다.

수세기 후 갈렌테와 칼다리인은 Sotiyo-Urbaata 엔진의 발명 이후에 같은 문제에 직면했다. 이 엔진은 갈렌테와 칼다리인이 거주하는 행성계 내에서 초광속 여행이 가능하도록 했지만 엔진을 사용중인 함선과의 통신은 일반적인 통신 장비로는 불가능했다. 이 문제를 해결하기 위해 갈렌테와 칼다리는 해결 방안을 찾는 사람에게 큰 포상금을 걸었고 이는 과학 역사상 가장 광적인 개발 열풍을 이끌었다.

아마르인들이 이전에 실험했던 것과 마찬가지로 수많은 해결방안을 시도했지만 성공하지 못했다. 마지막으로 한 젊은 갈렌테 여성인 Li Azbel이 처음에는 거짓으로 여겨져 거절당한 정말 간단하지만 불가사의한 물리학에 깊이 기인하고 있는 해결 방안을 들고 나왔다. 이 작동 방식을 설명하고 실제로 성공한 유명한 Azbel-Wuthrich실험 직후 재빠르게 상업화되었고 수천 개의 회사들이 알려진 우주 전체에 그들의 영향력을 넓히며 가장 거대한 증권 투자 열풍이 일어났다.

해결법은 왜 그렇게 이름 지어졌는지 알 수 없는 EPR 역설로 알려진 고대 역설에 근본을 두고 있다. EPR 역설은 아주 중요한 면에서 양자역학에 모순되는 것으로 유명하다. 특히 이는 옛 물리학 이론인 하이젠베르크의 불확정성 원리가 거짓이라는 결론을 보여준다. 사람이나 장소를 따서 이름 지어진 것으로 생각되는 하이젠베르크의 불확정성 원리는 어떤 퀀텀 입자에 대한 정확한 상태는 측정 장비의 성능이 아무리 개선되더라도 절대 정확하게 측정할 수 없다는 원리이다. 일반적인 예시는 자유 입자의 위치와 속도를 측정하는 것이다: 입자의 위치를 측정하기 위해서는 먼저 그 입자를 '볼 수' 있어야 한다. 즉 최소한 하나의 광자가 이를 비추어야 한다. 하지만 광자와 입자간의 충돌로 인해 입자의 속도가 바뀌고 이는 위치를 측정하기 직전의 속도를 측정하는 것을 불가능하게 한다.

knottheory.jpg

Li Azbel의 스크린에 대한 가정 Li Azbel의 가정은 매듭 이론의 몇몇 가장 모호한 변종과 연관이 있다.

EPR 역설은 서로가 마치 거울을 바라보는 것과 같이 얽힘계에 있는 양자 상태를 지닌 입자쌍을 만드는 것에 대한 가능성을 설명한다. 예를 들어 한 쌍의 입자의 위치와 속도가 (x0, v)와 (x0, -v)로 주어졌을 때, 즉 입자쌍이 해당 시간에 같은 위치에 있고 완전 반대의 속도 벡터를 지니고 있을 경우 시간이 지나면 두 입자는 먼 거리를 두고 서로 떨어져 각 입자별로 독립적으로 측정 가능하게 될 것이다. 이제 예를 들어 입자 A의 위치와 입자 B의 속도를 측정한다고 하면, 이 양 입자의 정확한 상태값을 정할 수 있으므로 EPR 역설은 하이젠베르크의 원리가 성립하지 않음을 보인다.

하지만 이후의 실험들은 하이젠베르크 원리가 성립함을 보였고 많은 사람들을 놀라게 했다. 그리고 EPR 역설은 성립하지 않게 되었다. 수학적으로 파동 함수의 중첩은 측정이 순간적으로 일어나기에 어떠한 문제도 일으키지 않는다. 하지만 물리학적 관점에서 이는 상태 변화가 두 입자 사이에 전달되었음을 의미하므로 훨씬 이해하기 어려워진다. 이는 초광속 통신을 만들기 위한 방법중 하나로 즉시 제시되었다: 입자에 대한 측정을 함으로써 멀리 떨어진 입자의 상태 변화를 즉시 이끌어낼 수 있게되어 1bit의 정보를 전송할 수 있게 하는것이다. 이 이론의 수학적인 상세 분석에서는 비록 퀀텀 입자의 통계학적인 성질때문에 오직 잡음만이 전송되었기에 수천 년 동안 이러한 가설들은 잊혀진 채 놓여있었다.

Li Azbel이 문제를 집어낸 것이 바로 이 부분인데 매우 드문 통찰력으로 돌파구를 찾아냈다. 그녀는 설령 전송의 결과물이 순수한 잡음이라 할지라도 잡음의 구조가 정보로 변환될 수 있다고 주장했다. 순수한 카오스계의 시간에 따른 분기종속성은 특정한 구조를 지니고 있다고 잘 알려져 있는데 사실 이는 Feigenbaum 상수에 의해 결정된다. 로지스틱 본뜨기로 불리는 구간 [0,1]로 정의된 여러 함수의 집합의 그래프에는 어떠한 무작위의 숫자열을 만들 수 있는 파라메터와 초기 조건이 존재한다. Azbel은 이 문제를 다른 측면에서 고려하였다. 즉 주어진 유한한 카오스계에서 어떻게 하면 초기 상태를 추적할 수 있을까? 신호의 샤논 엔트로피식에 대한 최대 엔트로피 분석을 이용해 그녀는 이 문제를 역문제로 만들어 해결하는 방안을 고안해냈다. 게다가 그녀는 이를 엮여있는 양자상태에 대한 측정장비를 측정과정 자체에 노이즈를 일부러 집어넣는 방법으로 조심스럽게 조절하여 특정 노이즈 구조가 반대쪽 입자의 측정에서도 나타날 수 있게 하였다.

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크로니클/초광속_통신.txt · 마지막으로 수정됨: 2024/06/10 22:32 저자 Muroju




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