محققانی مانند میگل ناواسکوئز از آکادمی علوم اتریش و فیلیپ والتر از دانشگاه وین در چندین مقاله منتشر شده در مجلات آنلاین مانند Optica، arXiv و Quantum، امکان شتاب، کند کردن یا حتی معکوس کردن جریان زمان در یک سیستم کوانتومی را بررسی کردهاند.
ناواسکوز این پدیده را به تجربیات متفاوت تماشای فیلم تشبیه می کند: «در سینما [فیزیک کلاسیک]فیلم از ابتدا تا انتها بدون توجه به خواسته مخاطب پخش می شود. اما در خانه [جهان کوانتومی]ما کنترل از راه دور داریم. ما میتوانیم فیلم را به صحنه قبلی برگردانیم یا چند صحنه را سریع جلو ببریم.»
این بار، محققان با “تکامل” یک فوتون منفرد که از یک کریستال می گذرد دستکاری کردند. با استفاده از یک دستگاه آزمایشی به نام “سوئیچ کوانتومی”، فوتون نور به حالتی که قبل از شروع سفر خود بود، باز می گردد. این روند، دکتر مانند سفر در زمان به سبک براون نیست. بلکه در مورد بازیابی یا تغییر حالت ذرات کوانتومی است که ناواسکوز قبلاً آن را “ترجمه زمانی” توصیف کرده بود.
اما این فرآیند مانند دکمه تنظیم مجدد تلویزیون نیست زیرا در ردیابی کوانتومی سیستم آن را تغییر می دهد و در طول زمان نمی توان مسیر سیستم را دنبال کرد. اما پروتکلهای بازگشتی همچنان کار میکنند، زیرا میتوانند بدون اطلاع از تغییرات یا “دینامیک داخلی” سیستم انجام شوند.
این “ماشین زمان کوانتومی” فقط به عقب نمی رود. ناواسکی ها می گویند راهی برای پیشبرد زمان تکاملی نیز یافته اند. او توضیح می دهد: «برای اینکه یک سیستم در یک سال 10 سال منسوخ شود، باید 9 سال از سیستم های دیگر کم کنیم و یک دهم به سیستم اضافه کنیم. در پایان سال نظام دهم 10 ساله می شود و 9 سامانه دیگر تغییر نمی کند.
با این حال، این دستاوردها هنوز برای سفر در زمان انسان قابل اجرا نیستند. زیرا بازسازی دانش یک فرد به حجم عظیمی از داده ها نیاز دارد و دانشمندان تخمین می زنند که این امر حتی برای یک ثانیه میلیون ها سال طول می کشد.
هدف تیم های تحقیقاتی آکادمی علوم اتریش و دانشگاه وین سفر به آینده دور نیست، بلکه افزایش قدرت پردازنده های کوانتومی و توانایی آنها در تصحیح خطاها در سیستم هاست. درست مانند زندگی یک دکمه بازگشت، همه از آن استفاده خواهند کرد، بنابراین این پیشرفت می تواند دری را به روی فرصت های جدیدی برای دنیای محاسبات کوانتومی باز کند.
این کشف نشان میدهد که حتی مفاهیم علمی که زمانی محدود به ایدههای علمی-تخیلی میشدند، میتوانند در دنیای کوانتومی محقق شوند و محدودیتهای زمانی مرسوم و خطاهای طبیعی را میتوان به نوعی با استفاده از قوانین زیراتمی برطرف کرد. چنین تحقیقاتی می تواند پردازش اطلاعات، شبیه سازی ها و حتی محاسبات حساس به خطا را در آینده ای نزدیک به سطح بی سابقه ای برساند و مسیر جدیدی را به سوی علم و فناوری پیشرفته باز کند.
این دستاورد علمی نه تنها مرزهای درک ما از زمان و مکان را گسترش میدهد، بلکه آیندهای را نوید میدهد که در آن خطاها و محدودیتهای سنتی حتی در سطح ذرات بنیادی قابل اصلاح هستند.