Фізики випадково створили кубіт, здатний еволюціонувати назад у часі
Корейські дослідники виявили, що експеримент 2018 року ненавмисно продемонстрував роботу часового кубіта, який перебуває в суперпозиції двох протилежних напрямків квантової еволюції.
Фізик Тай Хюн Юн з Корейського університету розробив теорію, що описує так званий однофотонний часовий кубіт, і виявив, що експеримент, проведений ним із колегами ще у 2018 році для зовсім іншої мети, ненавмисно вже показав його в дії. Про це повідомляє ScienceAlert із посиланням на препринт дослідження.
Часовий кубіт не дає змоги подорожувати в минуле. Це квантова система, здатна еволюціонувати у двох протилежних часових напрямках водночас. Уявіть годинник, стрілки якого здатні рухатися за годинниковою стрілкою і проти неї водночас. Саме таку концепцію запропонував фізик Яков Блох з Тель-Авівського університету в препринті, опублікованому в листопаді 2025 року.
Юн застосував інший підхід: замість магнітних полів він узяв світло. У методі, що дістав назву ENBS-інтерферометрія, два кристали породжують заплутані пари фотонів. Змінюючи фазу світла на пів циклу, фізик змінює знак частини гамільтоніана, що керує квантовою взаємодією. Система еволюціонує так, ніби час пішов назад, хоча насправді напрямок часу не змінюється.
Справжній кубіт потребує суперпозиції, за якої обидва напрямки еволюції існують водночас. Цього досягли, подавши на обидва кристали світло від одного когерентного лазера. Так пригнічується інформація про те, який кристал породив фотон, і дві протилежні квантові еволюції можуть інтерферувати. У результаті виникає однофотонний кубіт, який кодує не просто два різні шляхи, а два протилежні напрямки квантової еволюції.
Юн не створював новий експеримент, а повторно проаналізував дані, зібрані у 2018 році. Ті експерименти демонстрували фазозалежну поведінку та інтерференцію, необхідну для його нової теоретичної моделі. Хоча це не бездоганна демонстрація, як доказ концепції вона засвідчує значний потенціал для майбутніх досліджень часових кубітів. Спеціалізований експеримент із жорсткішим контролем квантових станів здатен перевірити повний спектр операцій, які описує теорія. Дослідження, яке ще не рецензували, доступне на arXiv.
Джерела
- ScienceAlert: Physicists May Have Inadvertently Built a Qubit That Can Run Backward in Time
Фото: Nicolas Foster, Pexels (Pexels License)