Время может идти назад? Физики нашли способ управлять квантовой реальностью
Ученые научились брать энергию из течения времени (фото: Unsplash)
Группа физиков из Лос-Аламосской национальной лаборатории США разработала уникальные протоколы квантового контроля, способные изменять восприятие направления времени в микросистемах.
Об этом информирует РБК-Украина со ссылкой на SciTechDaily.
Симметрия микромира и траектории времени "наизнанку"
Ученые объяснили: в повседневном макромире время неумолимо двигается только в одном направлении - вперед.
Однако фундаментальные законы физики, управляющие микроскопическими объектами, полностью симметричны. Это значит, что базовые квантовые уравнения работают одинаково эффективно как для прямого, так и обратного хода событий.
Главной особенностью квантовых систем (например, массивов кубитов) является то, что сам факт наблюдения за ними радикально изменяет их состояние. Именно этот фактор случайности при измерениях обычно и создает привычную стрелу времени.
Физики научились манипулировать этим процессом :
Ученые создали управляющий гамильтониан - специально запрограммированную последовательность полей и импульсов, которая имитирует или корректирует эффекты от измерений.
Этот алгоритм в процессе обратной связи позволяет нейтрализовать, усиливать или излишне компенсировать возмущение от наблюдения.
В результате возникают совершенно новые траектории движения частиц, при которых квантовая система начинает вести себя так, будто время растягивается, размывается или полностью разворачивается в обратную сторону.
Этот подход является современной квантовой реализацией знаменитого мнимого эксперимента XIX века, известного как "демон Максвелла", где управление микрочастицами позволяет локально снижать энтропию системы.
Квантовый двигатель: как получать энергию по наблюдению?
Разработанные инструменты контроля имеют четкое практическое применение, поскольку они способны коренным образом изменить принципы движения энергии внутри квантовых систем.
Физикам удалось спроектировать непрерывный измерительный двигатель, буквально извлекающий полезную энергию из самого процесса мониторинга по состоянию частиц.
В такой конфигурации квантовые измерения превращаются в полноценный термодинамический ресурс. Полученную энергию можно использовать для питания других микросистем или накапливать в квантовых батареях.
Следующим шагом команды учёных станут реальные лабораторные эксперименты с гамильтоновскими процессами.
Наиболее перспективной площадкой для тестирования являются сверхпроводящие кубиты - современная технологическая платформа, поддерживающая сверхбыструю обратную связь и высокоэффективное детектирование изменений.
Кроме создания генераторов энергии новые методы планируют применить для сверхточного проектирования и подготовки сложных квантовых состояний.
