Группа физиков из Лос-Аламосской национальной лаборатории представила новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review X, которое описывает квантовый протокол для управления квантовыми системами. Этот протокол позволяет изменять так называемую стрелу времени на квантовом уровне.
На основе нового механизма учёные разработали измерительный двигатель, способный извлекать энергию из квантовых систем. Они обнаружили, что их инструмент приводит к эволюции квантовой системы, которая становится «более согласованной с обратным течением времени» в статистическом смысле. Для лучшего понимания данного аспекта можно представить себе видео, где разбитый стакан сам собирается, а разлитая вода возвращается обратно. Это иллюстрирует направление времени – процессы, которые мы воспринимаем как необратимые.
Как отметил ведущий автор исследования Луис Педро Гарсия-Пинтос, многие природные процессы не имеют чёткого временного направления. В математике, согласно законам физики, время является симметричным. Новый протокол создаёт математический каркас, который описывает эволюцию наблюдаемых квантовых систем.
Учёные разработали конструкцию, схожую с двигателем, и применили протокол, используя механизм обратной связи. Это дало возможность «компенсировать и изменять» воздействие, создаваемое измерениями. Важно отметить, что данное исследование не связано с путешествиями во времени, а показывает, как можно «обмануть» квантификаторы стрелы времени.
Хотя описанный двигатель пока существует лишь в теории, работа предоставляет обоснованные идеи для дальнейших экспериментов, в частности, с использованием сверхпроводящих кубитов. Успех в этой области может привести к оптимизации таких технологий, как квантовые батареи. Гарсия-Пинтос подчеркнул универсальность данного инструмента, что позволяет надеяться на его применение в различных областях научных исследований.