Фізики виявили квантовий ефект, схожий на зворотний хід часу

Південнокорейський фізик виявив у старому експерименті з фотонами ознаки квантового ефекту, який нагадує зворотний хід часу. Йдеться не про подорож у часі — а про особливий тип квантового біта, здатного одночасно поєднувати два протилежні напрямки квантової еволюції.

Відкриття зробив Тай Хьон Юн із Корейського університету. Він розробив теоретичну модель так званого «часового кубіта» і виявив, що результати його власних експериментів 2018 року несподівано узгоджуються з цією моделлю — хоча тоді ніхто не підозрював, що за ними може стояти щось настільки незвичне.

Саму концепцію часового кубіта запропонував у листопаді 2025 року фізик Яків Блох із Тель-Авівського університету. На відміну від звичайного кубіта, який перебуває в суперпозиції двох станів, часовий кубіт — це квантова суперпозиція двох протилежних напрямків еволюції системи. Простіше кажучи, частина процесу ніби «розгортається назад».

Юн запропонував реалізувати цей принцип за допомогою світла: два нелінійних кристали генерують пари фотонів від спільного лазерного джерела, а зміна фази випромінювання на половину періоду фактично «перевертає» знак квантової взаємодії. Саме це і створює ефект оберненої еволюції.

Ключовим математичним інструментом тут є гамільтоніан — оператор, що описує, як система змінюється в часі. Зміна його знаку дає ефект, схожий на те, ніби процес пішов у зворотному напрямку. Але для повноцінного часового кубіта потрібна ще й інтерференція між двома напрямками — і саме це, як виявилося, могло відбуватися в дослідах 2018 року.

Тоді науковці вивчали інтерференцію фотонів залежно від фази лазера. Повторний аналіз показав, що їхня установка могла реалізовувати основні принципи часового кубіта ще до того, як ця концепція взагалі з’явилася у фізиці.

Практичне застосування таких систем учені вбачають у квантовому виправленні помилок, обробці інформації та моделюванні складних фізичних процесів. Утім, для повноцінного підтвердження ідеї потрібні нові, точніші експерименти з контрольованими квантовими станами.