Свежие исследования, проведенные группой физиков из Лос-Аламосской национальной лаборатории, раскрывают новый протокол, позволяющий управлять квантовыми системами и, в частности, манипулировать понятием стрелы времени на квантовом уровне. В статье, опубликованной в журнале Physical Review X, описывается разработка измерительного механизма, который извлекает энергию из квантовых систем, а также демонстрирует, что протокол помогает сделать эволюцию таких систем более взаимосвязанной со временем в обратном направлении, в статистическом смысле.
Для понимания считаем, что в нашей интуиции время имеет определённое направление: когда мы видим разбитый стакан, собирающийся в целый, или воду, возвращающуюся в чашку, нам сразу становится очевидно, что событие происходит в обратном порядке. Эта явление известно как стрела времени, которая связывается с необратимыми процессами.
Однако, как указывает ведущий автор исследования Луис Педро Гарсиа-Пинтос, многие естественные процессы в действительности не имеют предпочтительного направления времени. На квантовом уровне время может быть симметрично, и именно эта идея стала основой нового протокола.
Исследователи создали образец движка, применив протокол с механизмом обратной связи, что позволило им «подстраивать, усиливать или компенсировать» возмущения, возникающие при измерении. Это дало возможность свободно управлять эволюцией квантовых систем и «переформировать» стрелу времени.
Важно отметить, что данная работа не связана с путешествиями во времени, а показывает, каким образом можно обмануть квантификаторы стрелы времени, создавая ложные сигналы о направлении течения времени. Несмотря на то, что описанный механизм пока остаётся теоретическим, исследователи нацелены на его экспериментальную проверку с использованием сверхпроводящих кубитов. Если протокол удастся реализовать, это откроет новые горизонты в таких технологиях, как квантовые батареи, и повысит эффективность работы квантовых устройств.