Naukowcy odkryli sposób na odwrócenie czasu. Błędy mogą być teraz możliwe do wymazania

W laboratorium Austriackiej Akademii Nauk w Wiedniu dokonano przełomu, który brzmi jak scenariusz z filmu science fiction. Międzynarodowy zespół fizyków pod kierunkiem Miguela Navascuésa i Philipa Walthera opracował metodę pozwalającą na odwracanie upływu czasu w systemach kwantowych z niezwykłą precyzją przekraczającą 95 procent. To odkrycie może zrewolucjonizować sposób naprawiania błędów w komputerach kwantowych przyszłości.

 

 

Eksperyment, którego wyniki opublikowano w prestiżowym czasopiśmie naukowym Optica, demonstruje możliwość manipulowania pojedynczymi fotonami w taki sposób, aby powracały do swojego pierwotnego stanu kwantowego. Naukowcy wykorzystali do tego zaawansowaną technikę zwaną przełącznikiem kwantowym oraz skomplikowany system interferometrów optycznych.

 

Co sprawia, że to odkrycie jest tak rewolucyjne? W przeciwieństwie do wcześniejszych prób odwracania procesów kwantowych, nowa metoda nie wymaga znajomości początkowego stanu cząstki ani szczegółów jej ewolucji czasowej. To jak posiadanie pilota zdalnego sterowania do filmu, którego nigdy wcześniej nie oglądaliśmy - możemy przewinąć do tyłu, nie wiedząc co się działo na poprzednich scenach.

 

Navascués wyjaśnia fenomen używając prostego porównania. Fizyka klasyczna przypomina oglądanie filmu w kinie, gdzie wydarzenia rozwijają się nieubłaganie od początku do końca. Świat kwantowy to natomiast oglądanie w domu z pilotem w dłoni - możemy swobodnie przewijać w przód i w tył, przeskakiwać sceny czy wracać do ulubionych momentów.

 

W praktyce zespół z Wiednia przeprowadził ponad 1800 eksperymentów przez trzy tygodnie, testując 50 różnych kombinacji ewolucji kwantowych na czterech różnych stanach początkowych. Wyniki były oszałamiające - średnia precyzja odwracania czasu wynosiła ponad 95 procent, a w niektórych przypadkach sięgała nawet 97 procent.

 

Kluczowym elementem eksperymentu był pojedynczy foton kierowany przez kryształ za pomocą interferometru Sagnaca. Wewnątrz tego układu foton doświadczał superpozycji dwóch możliwych ścieżek ewolucji, oznaczonych jako U i V. Poprzez precyzyjne orkiestrowanie interferencji między tymi ścieżkami, naukowcy skutecznie stosowali matematyczną odwrotność ewolucji fotonu, zmuszając go do powrotu do stanu wyjściowego.

 

Peter Schiansky, główny autor publikacji, podkreśla niezwykłość tego osiągnięcia. Protokół nie wymaga znajomości natury interakcji z systemem kwantowym, co czyni go uniwersalnym narzędziem. To jeden z najtrudniejszych eksperymentów, jakie kiedykolwiek przeprowadzono na pojedynczym fotonie.

 

Odkrycie ma również praktyczne implikacje wykraczające poza teoretyczne rozważania nad naturą czasu. Głównym zastosowaniem mogą być komputery kwantowe, które choć niezwykle potężne, są równocześnie bardzo delikatne. Ich biggest problem to dekoherencja kwantowa - utrata informacji spowodowana najmniejszymi interakcjami z otoczeniem zewnętrznym.

 

Nowy protokół oferuje radykalne rozwiązanie tego problemu. Wyobraźmy sobie procesor kwantowy zdolny do dowolnego cofania czasu na swoich kubitach, usuwając skutki błędów i przywracając system do stanu sprzed wystąpienia usterki. Mogłoby to dramatycznie poprawić stabilność i moc obliczeniową komputerów kwantowych.

 

Zespół wiedeński poszedł jeszcze dalej, demonstrując możliwość nie tylko cofania, ale również przyspieszania czasu kwantowego. Navascués opisuje to jako redystrybucję czasu między kilkoma systemami. Aby postarzyć jeden układ o dziesięć lat w ciągu roku, należy “ukraść” dziewięć lat z innych systemów i przekazać je temu pierwszemu.

 

Brzmi to jak fabuła powieści science fiction, ale matematyka i mechanika kwantowa potwierdzają wykonalność takiej operacji, przynajmniej w przypadku pojedynczych cząstek. W jednym z eksperymentów naukowcy użyli dziesięciu identycznych systemów, odbierając po jednym roku ewolucji od pierwszych dziewięciu i przekazując je dziesiątemu, który w efekcie postarzał się o dekadę w ciągu zaledwie roku.

 

Nie oznacza to jednak, że już wkrótce będziemy mogli cofnąć nasze życiowe błędy. Naukowcy ostrzegają, że skalowanie tej technologii do obiektów makroskopowych to zadanie o niewyobrażalnej złożoności. Ludzkie ciało składa się z bilionów atomów i stanów kwantowych. Obliczenia pokazują, że próba odmłodzenia człowieka o zaledwie jedną sekundę wymagałaby nieprzerwanej pracy systemu przez miliony lat.

 

Mimo tych ograniczeń, odkrycie fundamentalnie zmienia nasze postrzeganie czasu. Przestaje on być absolutną, niezmienną wielkością liniową. Na najbardziej fundamentalnym poziomie wszechświata jego przepływ może być elastyczny, kontrolowany i odwracalny.

 

Walther podkreśla technologiczne znaczenie osiągnięcia. Protokół cofania może być wykorzystany w procesorach kwantowych do odwracania niechcianych błędów lub rozwoju wydarzeń. Przyszłe wersje mogą być zbudowane przy użyciu systemów innych niż światło i rozszerzone na bardziej złożone konfiguracje.

 

To odkrycie przybliża nas do stworzenia komputerów kwantowych odpornych na błędy, zdolnych do rozwiązywania problemów niemożliwych dla dzisiejszych superkomputerów. Może to obejmować tworzenie nowych materiałów i leków, łamanie szyfrów czy zaawansowane modelowanie klimatu.

 

Świat kwantowy po raz kolejny okazuje się pełen cudów przeciwstawiających się naszemu codziennemu doświadczeniu. Możliwość wymazywania błędów na poziomie kwantowym może być pierwszym krokiem do zrozumienia, czy pewnego dnia uda się odwrócić bieg czasu również w naszym własnym, makroskopowym świecie.

 

 

Źródła:
https://dailygalaxy.com/2025/08/using-quantum-physics-researcher-have-s…
https://www.thebrighterside.news/post/quantum-breakthrough-enables-scie…
https://www.popularmechanics.com/science/a65593746/time-travel-in-the-q…
https://medienportal.univie.ac.at/en/media/recent-press-releases/detail…
https://www.iqoqi-vienna.at/detail/news/how-to-reverse-unknown-quantum-…
https://arxiv.org/abs/2205.01122