Ny forskning viser hvordan kvantesystemer kan manipuleres til å opptre som om tidens retning er snudd. Selv om det ikke innebærer faktisk tidsreiser, kan gjennombruddet få betydning for fremtidens kvantedatamaskiner, energilagring og avanserte kvanteteknologier.
Den amerikanske teknologinettavisen Cybernews omtalte først forskningen, som bygger på en ny studie publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Physical Review X.
Forskerne har utviklet kontrollmetoder som gjør at utviklingen i et kvantesystem kan fremstå som mer konsistent med at tiden beveger seg bakover enn fremover. Arbeidet representerer et nytt steg innen kvantekontroll, et fagfelt som søker å styre oppførselen til partikler på atom- og subatomært nivå.
Handler ikke om tidsreiser
Resultatene kan ved første øyekast høres ut som science fiction, men forskerne understreker at det ikke er snakk om å sende mennesker eller objekter tilbake i tid.
Det som manipuleres, er den såkalte «tidspilen» i et kvantesystem – den statistiske retningen prosessene ser ut til å utvikle seg i. På makroskopisk nivå opplever mennesker at tiden alltid går fremover. På kvantenivå er imidlertid de grunnleggende ligningene langt mer symmetriske, og flere av dem fungerer like godt dersom tiden beskrives som om den går motsatt vei.
Forskerne har utnyttet dette ved å kombinere presise målinger, kontinuerlig tilbakemelding og spesialutviklede kontrollprotokoller som påvirker utviklingen til kvantesystemet.
Kan få betydning for fremtidens kvantedatamaskiner
Arbeidet er først og fremst interessant fordi metodene kan gi bedre kontroll over kvantesystemer.
En av de største utfordringene innen kvantedatabehandling er at kvantebiter – qubits – er ekstremt følsomme for støy og små forstyrrelser. Jo bedre forskerne klarer å kontrollere disse systemene, desto mer stabile og kraftige kan fremtidige kvantedatamaskiner bli.
Studien peker også på muligheten for mer effektiv forberedelse av kvantetilstander, som er en grunnleggende del av kvanteberegninger.
Kan åpne for nye energiteknologier
Forskergruppen beskriver også en ny type målebasert «kvantemotor», der energi kan hentes ut gjennom selve kvantemålingene.
Dette kan på sikt få betydning for utviklingen av blant annet kvantebatterier og andre energiteknologier som utnytter kvantemekaniske effekter.
Forskerne understreker samtidig at teknologien fortsatt befinner seg på et tidlig forskningsstadium, og at praktiske anvendelser ligger et stykke frem i tid.
Lang vei til kommersiell bruk
Kvanteteknologi regnes som et av de mest lovende forskningsområdene innen informatikk og fysikk. Samtidig peker flere eksperter på at dagens kvantedatamaskiner fortsatt er små, feilutsatte og langt unna bred kommersiell anvendelse.
Det nye arbeidet representerer derfor først og fremst et teoretisk og eksperimentelt fremskritt innen kontroll av kvantesystemer, snarere enn et gjennombrudd som umiddelbart vil endre databehandling eller gjøre tidsreiser mulige