Квантното време добива нова димензија преку истражување кое покажува колку необично можат да се однесуваат микроскопските системи
Научниците развија нов начин за контрола на квантните системи, кој може да предизвика нивното однесување повеќе да наликува на време што тече наназад отколку нанапред. Истражувањето, објавено во списанието Physical Review X, воведува протоколи за квантна контрола што ја менуваат таканаречената „стрела на времето“, односно идејата дека времето природно тече само во една насока.
Квантните системи, како што се групи кјубити, не се однесуваат според правилата на класичната физика, туку според законите на квантната механика. Новите протоколи им овозможуваат на истражувачите да го потиснат вообичаеното појавување на стрелата на времето или дури да ја променат нејзината привидна насока, така што процесите изгледаат како да се одвиваат наназад.
Квантното време може да го смени правецот со прецизна контрола на мерењата
Како доказ за концептот, истражувачкиот тим разви и мерен механизам кој може да извлекува енергија од самиот чин на квантното мерење.
Физичарот Луис Педро Гарсија-Пинтос од Националната лабораторија „Лос Аламос“ објаснува дека на микроскопско ниво многу од основните закони на физиката можат подеднакво добро да се опишат и кога времето би течело наназад. Со други зборови, равенките функционираат и во обратна насока, што отвора можности за необични методи на контрола на квантните системи.
Во класичната физика мерењето вообичаено не го менува значително предметот што се набљудува. Во квантниот свет ситуацијата е поинаква: самото мерење случајно ја менува состојбата на системот и на тој начин природно создава насока на времето.
Истражувачите се обиделе да го свртат овој ефект преку комбинирање на мерења и повратна спрега. На тој начин добиле квантни траектории што изгледаат усогласени со време кое тече наназад.
За таа цел бил користен контролен Хамилтонијан – прецизно осмислена низа од полиња и импулси што може да ги имитира ефектите од квантните мерења. Кога ќе се вклучи во систем со повратна контрола, тој може да ги поништи, засили или прекумерно да ги коригира нарушувањата предизвикани од мерењето.
Истражувањето се надоврзува и на познатиот мисловен експеримент „Максвелов демон“, во кој хипотетички набљудувач ги раздвојува топлите и ладните честички и привидно ја намалува ентропијата. Квантната верзија на овој „демон“ ги користи информациите за состојбата на системот и резултатите од мерењата за да предизвика однесување што наликува на обратен тек на времето.
Најинтересниот дел од истражувањето е можноста за управување со протокот на енергија во квантен систем. Така, мерењето би можело да стане термодинамички ресурс од кој се добива корисна енергија за придвижување на друг квантен процес или за полнење квантна батерија.
Истражувачите сега планираат експериментално да ги потврдат овие процеси со помош на суперпроводни кјубити. Ваквите системи овозможуваат брза повратна контрола и ефикасно отчитување, поради што се сметаат за погодни за развој на помоќни квантни компјутери, квантни батерии и нови методи за подготовка на квантни состојби.
