У квантовому світі дослідники продовжують шукати способи маніпулювати напрямком еволюції систем, що відкриває нові перспективи для обробки інформації та квантових обчислень. Нещодавно фізик Тай Хюн Юн із Університету Кореї розробив теорію, яка описує квантовий вакуумно-ініційований однофотонний часовий кубіт. За його словами, старий експеримент 2018 року вже демонстрував таку систему в дії, хоча тоді вчені мали зовсім іншу мету.
Концепція часового кубіта з’явилася в листопаді 2025 року в препринті фізика Якова Блоха з Тель-Авівського університету на платформі arXiv. Йдеться не про подорожі в часі, а про квантову систему, здатну еволюціонувати в двох протилежних часових напрямках одночасно. Це нагадує годинник, чиї стрілки рухаються за і проти годинникової стрілки водночас, дозволяючи керувати напрямком розгортання квантового процесу.
Блох пропонував перевірити це за допомогою розщеплення шляху квантової частки з різними магнітними полями. Однак Юн вирішив використати світло замість магнітних полів, застосувавши метод інтерферометрії за допомогою заплутаних нелінійних біфотонних джерел. Напрямок процесу контролюється через налаштування фази світла, яке генерує фотони. Зміна фази на пів циклу обертає математичний процес, що керує взаємодією.
У квантовій механіці еволюцією системи керує Гамільтоніан. Зміна знака частини цього Гамільтоніана змушує систему еволюціонувати так, ніби час іде назад. Використовуючи спільне лазерне світло від одного джерела, Юну вдалося приховати інформацію про те, яке саме кристалогенеруюче джерело створило фотон, що дозволило двом протилежним напрямкам утворити когерентну суперпозицію.
Не маючи потреби будувати абсолютно нову установку, фізик проаналізував дані попередніх досліджень за 2018 рік. Перевіривши їх через нову теоретичну модель, він показав, що тодішнє обладнання фактично реалізувало однофотонний часовий кубіт. Оскільки робота базується на перегляді старих даних, це ще не остаточний доказ, проте гарний концепт для майбутніх експериментів із жорсткішим контролем квантових станів.
«Поєднання дискретного часового кубіта ENBS за допомогою контрольованих часово-частотних зміщень із апаратно-нативними бозонними сітковими станами Gottesman-Kitaev-Preskill у хроноциклічному фазовому просторі створює надійний шлях до стійкої до збоїв часової квантової корекції помилок, високорозмірного оброблення кудитів і настільних симуляцій релятивістської динаміки квантових детекторів», — зазначив Тай Хюн Юн.
Дослідження наразі опубліковане на платформі arXiv і ще не пройшло незалежного рецензування колегами-вченими.
Джерела: sciencealert.com
