Вперше в історії науковці досягли квантового повороту часу на суперкомп’ютері

Вчені з Китаю та Гонконгу розробили новий метод перевірки властивостей квантових комп’ютерів, який дозволяє змінювати місцями вхідні та вихідні порти. Інноваційний метод, заснований на «квантовому перевороті часу», підтверджує, що в певних квантових системах змінні часу можуть бути оборотними.

Дослідники пояснили: у звичайному житті час рухається тільки вперед, що робить багато процесів необоротними. Це явище називається «стрілою часу» і обумовлене розширенням Всесвіту з часів Великого вибуху. Однак у квантовій механіці на нанорівні можливі процеси, в яких напрямок часу можна змінити.

Наукова робота, опублікована в журналі Physical Review Letters, демонструє, що у квантових системах час може бути повернений, створюючи подвійну суперпозицію в протилежних напрямках. Це призводить до того, що вхідні та вихідні дані стають невизначеними, тобто можуть бути взаємозамінними.

На квантових комп’ютерах входи та виходи представлені заплутаними кубітами або іншими частинками в стані суперпозиції. Ці мікроскопічні частинки координуються для представлення інформації, аналогічно тому, як у традиційних комп’ютерах використовується двійкова система.

Новизна дослідження полягає не у самій ідеї оборотності вхідних і вихідних портів, а в розробці методу перевірки коректності роботи цих систем. Вчені створили віртуальну модель пристрою, названого квантовим переворотом часу, який рухає світло як вперед, так і назад у часі, використовуючи один фотон.

Дослідники вважають, що невизначеність такого типу, де входи та виходи можуть бути змінені місцями, стане на перспективу ключем до створення єдиної теорії квантової гравітації. Хоча явна фізична модель для таких сценаріїв ще не запропонована, наявність математичної основи та експериментальної платформи для їх вивчення є цінним інструментом для розуміння їх операційних наслідків.