Teorijski rad pokazuje da se u kvantnim sistemima može konstruisati kontrolni hamiltonijan koji naizgled "preokreće" strelu vremena, vraćajući sistem u početno stanje ili vodeći ka suprotnom ishodu. Rad, predvođen Luisom P. García‑Pintosom, objavljen je 19. februara u Physical Review X. Potencijalne primene uključuju povraćaj energije merenja i reverziju dekoherencije, što je ključno za kvantna računanja. Glavna prepreka su praktična ograničenja preciznosti merenja — trenutna efikasnost prikupljanja signala iznosi oko 50%.
Kvantna strela vremena može da se obrne — teorijski predlog i njegove implikacije
Theoretical physicists have figured out how to reverse the arrow of time in a quantum system.(Just_Super/Getty Images)
Strela vremena obično ide u jednom smeru: jaja se ne "nepuknu" nazad, mleko se ne "unespili" u šolju. Međutim, novo teorijsko istraživanje pokazuje da je u kvantnim sistemima moguće konstruisati kontrolu koja naizgled preokreće tok događaja i vraća sistem u prethodno stanje.
Rad, predvođen Luisom Pedro García‑Pintosom iz Los Alamos National Laboratory, objavljen je 19. februara u časopisu Physical Review X. Autori su koristili računarske simulacije da demonstriraju kako sekvenca spoljne kontrole — tzv. hamiltonijan — može reagovati na ishod merenja i momentalno povratiti sistem u početno stanje, a ponekad ga i usmeriti ka suprotnom rezultatu.
Kako to funkcioniše
U kvantnoj mehanici merenje menja sistem: pre merenja čestica može biti u superpoziciji više stanja, a samo posmatranjem ta superpozicija se "urušava" u jedan ishod. Istraživači su pokazali da, ako kontrolor poznaje početno stanje i rezultat merenja, može da primeni preciznu sekvencu polja i impulsa koja deluje poput modernog ekvivalenta Maxwellovog demona — selektivno vraćajući ili preusmeravajući dinamiku sistema.
„Emuliramo univerzum u kome stvari teku unazad u vremenu,“ kaže García‑Pintos.
Moguće primene
Autori ističu nekoliko potencijalnih primena: energija ubačena merenjem mogla bi se povratiti i skladištiti (npr. u «bateriju»), a hamiltonijani bi mogli pomoći u obrtanju kvantne dekoherencije — procesa koji kvantne sisteme pretvara u klasične i predstavlja glavnu prepreku za kvantna računanja.
Praktični izazovi
Međutim, eksperti upozoravaju da su barijere značajne. Kater Murch (UC Berkeley) ističe da bi stvarna implementacija zahtevala izuzetno efikasna merenja bez gubitka informacija. Današnje tehnike prikupljanja povratne svetlosti iz kvantnih sistema imaju efikasnost oko 50%, što ostavlja nejasnoće i sprečava konstrukciju "savršene" kontrole koja bi pouzdano diskretno vratila sistem u prijašnje stanje.
Pre nego što ova ideja postane eksperimentalno ostvariva, neophodno je poboljšati metode merenja i upravljanja kvantnim sistemima. Ipak, čak i kao teorijski koncept, model otvara nove putanje za istraživanje energetskih tokova pri merenju i za napredak ka izmenjivim kvantnim procesima.
Pomozite nam da budemo bolji.
