Protokół kwantowej kontroli czasu – jak to działa?
Mechanizm, o którym mowa, pozwala na przyspieszanie, spowalnianie i odwracanie procesów w układach kwantowych. Sednem osiągnięcia jest stworzony przez zespół algorytm, umożliwiający przywrócenie cząstek do wcześniejszego stanu bez znajomości ich wewnętrznej dynamiki. Miguel Navascués z zespołu badawczego obrazuje to kontrastem między światem klasycznym a kwantowym:
W teatrze film jest wyświetlany od początku do końca, niezależnie od tego, czego chce publiczność. Ale w domu mamy pilota do manipulowania filmem. Możemy przewinąć do poprzedniej sceny lub pominąć kilka scen do przodu
Czytaj też: Naukowcy dokonali teleportacji kwantowej! Wielki sukces potwierdzony
Technika działa dla najprostszych systemów kwantowych (kubitów) z niemalże stuprocentową efektywnością. To kolosalny postęp wobec wcześniejszych prób, gdzie powodzenie sięgało zaledwie ułamka procenta. Podczas praktycznych testów wykorzystano fotony przesyłane przez specjalny kryształ przy użyciu przełącznika kwantowego. Uzyskano średnią wierność odwracania procesów na poziomie przekraczającym 95%, co znacząco przewyższa możliwości konwencjonalnych metod. Szczegółowe rezultaty pokazują imponującą powtarzalność:
- Pierwsza próba: 94,234% ± 0,00023%
- Druga próba: 93,803% ± 0,00041%
- Trzecia próba: 97,336% ± 0,00043%
- Średnia z pomiarów: 95,129% ± 0,00021%
Philip Walther z Uniwersytetu Wiedeńskiego przyznaje, że przedsięwzięcie stanowiło nie lada wyzwanie. Podsumowując dokonania swojego zespołu, stwierdził, iż był to jeden z najtrudniejszych eksperymentów, jakie kiedykolwiek przeprowadził w odniesieniu do pojedynczego fotonu. Fascynująca okazała się możliwość powrotu cząstek do stanu, o którym tak naprawdę nic nie wiadomo. Co ciekawe, zespół opracował również metodę przyspieszania ewolucji czasowej poprzez transfer między identycznymi układami. Dla przykładu: aby jeden układ postarzał się o dekadę w ciągu roku, można pozyskać po roku z dziewięciu innych układów i przekazać je dziesiątemu.
Zastosowania praktyczne. Dlaczego nie odmłodzimy ludzi?
Główny cel tych badań nie jest spektakularny, lecz niezwykle praktyczny. Opracowana metoda może zapobiegać błędom w komputerach kwantowych, przywracając je do prawidłowego stanu po zakłóceniach. To kluczowe dla rozwoju tej technologii, gdyż obecnie nawet drobne fluktuacje potrafią unieważnić skomplikowane obliczenia. Czy to oznacza perspektywę odmładzania organizmów? Badacze są tu jednoznacznie sceptyczni. Odwrócenie upływu czasu o sekundę dla ludzkiego ciała wymagałoby milionów lat pracy i całkowitej izolacji od środowiska. W praktyce mówimy więc o stuprocentowej mrzonce.
Choć obecne eksperymenty koncentrowały się na fotonach, zasada teoretyczna ma zastosowanie do innych cząstek. Realizacja z bardziej złożonymi układami pozostaje jednak wyzwaniem. Warto podkreślić, że proces odwracania przebiega w czasie rzeczywistym. Mówiąc krótko: czas potrzebny na cofnięcie systemu odpowiada okresowi, który ma zostać cofnięty (plus minimalny narzut techniczny). Otwiera to nowe możliwości w informatyce kwantowej, choć droga do komercyjnych zastosowań wciąż daleka. Jakkolwiek ekscytująco to brzmi, manipulacja czasem w mikroświecie pozostaje wyspecjalizowanym narzędziem laboratoryjnym, nie zaś bramą do podróży temporalnych. Być może jednak pewnego dnia przyczyni się do powstania komputerów kwantowych, które naprawdę zmienią naszą rzeczywistość.