Прошлое и будущее существуют одновременно, доказали учёные, но пока только для фотонов

Экспериментально и самим фактом существования квантовых вычислителей убедительно доказано, что квантовая физика работает совсем не так, как то, что мы видим и ощущаем вокруг себя в обычном мире. Сложно понять, как единица информации может быть одновременно любым значением между 0 и 1, но в квантовом мире это так. И если существуют суперпозиции состояний, то почему бы не существовать суперпозициям процессов, подумали учёные? Например, будущего и прошлого.

Источник изображения: Pixabay

На сайте ArXiv появились две научные статьи, поводом для написания которых стали эксперименты с обратимым вектором времени в мире квантовых частиц. Две независимые группы учёных — одна из Оксфордского университета, а другая из Венского университета — в серии экспериментов доказали, что фотон можно привести в состояние суперпозиции процессов, идущих в противоположных направлениях времени. Сразу уточним, что это не путешествие во времени. Однако это может фундаментально изменить представление о течении времени на квантовом уровне, что обещает привести к удивительным открытиям в физике.

В одном из экспериментов фотон был помещен в суперпозицию процессов, когда он двигался через кристалл. Поскольку фотоны не имеют массы, они слабо взаимодействуют с веществом. Это, а также способность фотонов расщепляться в довольно редких процессах позволило сначала математически, а затем экспериментально показать, что фотон может двигаться в кристалле одновременно слева направо, и справа налево. Проще говоря, процессы оказались в суперпозиции, что эквивалентно суперпозиции времени.

Строго говоря, во «встречных потоках времени» двигались две виртуальные частицы, которые были одним реальным фотоном. Учёные измеряли поляризацию фотонов на обоих выходах из кристалла и статистически доказали, что квантовые перевороты времени проявляют себя с большой вероятностью. С настолько большой, что эти процессы можно взять на вооружение, например, при создании квантовых логических элементов.

Как открытие повлияет на будущее квантовых вычислителей, сегодня никто не берётся судить, но простор для этого определённо открывается. Также открываются новые горизонты для пересмотра множества других теорий в квантовой физике, самой значительной из которых может считаться теория гравитационного взаимодействия.