Eksperimen memberikan superposisi foton maju dan mundur dalam waktu

Dua kelompok berbeda telah menguji sifat dunia kuantum yang tampaknya berlawanan dengan intuisi: bahwa adalah mungkin untuk menempatkan foton, partikel cahaya, ke dalam superposisi keadaan yang maju dan mundur dalam waktu. Ini bukan perjalanan waktu dan tidak akan melibatkan komunikasi dengan masa lalu – tetapi ini adalah demonstrasi menarik tentang bagaimana waktu dapat bekerja di tingkat kuantum.

Bagi kami, kecuali Anda memiliki TARDIS atau DeLorean, waktu hanya mengalir dalam satu arah (maju). Fakta kecil menjengkelkan yang melindungi kita dari segala macam paradoks disebut panah waktu. Ini dianggap terkait dengan konsep entropi (yang selalu meningkat dalam sistem terisolasi seperti alam semesta), tetapi tampaknya tidak begitu mendasar pada tingkat kuantum.

Sebaliknya, apa yang disebut simetri CPT (muatan, paritas, dan simetri pembalikan waktu) tampaknya penting. Ini berlaku untuk semua fenomena fisik, dan ketika kombinasi keduanya dilanggar (seperti pelanggaran CP yang terkenal) juga harus ada pelanggaran simetri waktu.

Ini memiliki beberapa aplikasi teoretis yang menyenangkan, misalnya di mana elektron yang bergerak maju dalam waktu dapat dianggap sebagai positron cermin (setara antimateri) yang mundur dalam waktu. Secara matematis itu berhasil – tetapi tidak seperti antimateri kecil yang kita lihat di alam semesta Kembali ke masa depan.

Penelitian terbaru menunjukkan demikian itu mungkin Memiliki foton dalam superposisi keadaan mundur dan maju dalam waktu. Sekarang ide ini telah didemonstrasikan secara eksperimental. Superposisi adalah fenomena kuantum di mana sebuah partikel berada di beberapa keadaan pada waktu yang sama. Hanya ketika diukur partikel mengendap di salah satunya.

Dalam salah satu percobaan, foton ditempatkan pada superposisi proses saat bergerak melalui kristal. Foton tidak memiliki muatan, jadi mengubah paritas (mencerminkan gerakan mereka dalam 3D) seperti berperilaku seperti foton yang bergerak ke masa lalu. Prosesnya, yang disebut pembalikan waktu kuantum, telah ditunjukkan.

Sekali lagi, pekerjaan tidak memungkinkan kita untuk mengubah masa lalu. Namun, itu bisa memiliki beberapa aplikasi menarik dalam komputasi kuantum, terutama dalam hal operasi logis, arsitektur penting dari proses komputasi. Kemampuan untuk memiliki lompatan waktu kuantum dapat memungkinkan kinerja yang lebih baik dan mengalihkan input dan output.

Makalah yang membahas eksperimen ini sedang menunggu tinjauan sejawat dan tersedia di ArXiv di sini dan di sini.