Физики нашли способ обратить время вспять в квантовых системах

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории создали технологию, позволяющую изменять направление времени в квантовых системах. Метод основан на реконструкции изменений, которые измерения вносят в квантовое состояние, с последующей их отменой.

Исследовательская группа под руководством Луиса Педро Гарсии-Пинтоса применила к квантовым системам управляющие поля, противодействующие эффектам измерений. Когда измерение приводит к повышению энергии системы, разработанный подход позволяет ее понизить. Это создает траекторию развития системы, статистически соответствующую обратному течению времени.

В качестве практической демонстрации физики предложили поработать с кубитом — базовым элементом квантового компьютера. Измеряя его свойства косвенным способом, например спин, без нарушения квантового состояния, можно непрерывно отслеживать изменения. Полученный сигнал используется для расчета воздействия микроволнового излучения, меняющего направление квантовой стрелы времени.

Разработка открывает возможность извлечения энергии из квантовых систем в процессе измерений. Любое квантовое измерение сопровождается выделением энергии. Точная настройка параметров, имитирующих изменение стрелы времени, позволяет перенаправлять эту энергию для практического применения. Среди потенциальных областей применения — квантовые батареи и миниатюрные квантовые двигатели.

Мауро Патерностро из Королевского университета Белфаста отметил узкую специфичность предложенной схемы, ограничивающую ее применимость к реальным квантовым системам. Этот метод не нарушает второй закон термодинамики, поскольку для уменьшения энтропии системы требуется внешняя энергия.