Екип от учени успешно е реализирал времева инверсия в квантова система.
Екип от изследователи създаде кохерентна суперпозиция на квантова еволюция с две противоположни посоки във фотонна система и потвърди нейното предимство при характеризиране на входно-изходната неопределеност. Изследването е публикувано в списание Physical Review Letters.
Представата, че времето тече неумолимо от миналото към бъдещето, е дълбоко вкоренена в съзнанието на хората. Въпреки това законите на физиката, които управляват движението на обектите в микроскопичния свят, не правят никакво очевидно разграничение в посоката на времето.
Основните уравнения на движението както на класическата, така и на квантовата механика са обратими и промяната в посоката на времевата координата на даден динамичен процес (може би заедно с посоката на някои други параметри) все още представлява допустим еволюционен процес. Това е известно като инверсна симетрия на времето. В квантовата информатика времевата инверсия привлича голямо внимание поради приложенията си в многовременните квантови състояния, моделирането на затворени времеви криви и инверсията на неизвестни квантови еволюции. Въпреки това е изключително трудно да се реализира експериментално времева инверсия.
За да реши този проблем, екип, ръководен от академик Гуо Гуантан, професорите Ли Чуанфенг и Лиу Бихенг от Китайския университет за наука и технологии (USTC) към Китайската академия на науките (CAS), в сътрудничество с професор Джулио Чирибела от Университета в Хонконг, създаде клас процеси на квантова еволюция във фотонна инсталация, разширявайки времевата инверсия до инверсия на входа и изхода на квантовото устройство.
Когато входните и изходните портове на квантовото устройство се разменят, получената еволюция удовлетворява свойствата на времевата инверсия на първоначалната еволюция, като по този начин се получава симулатор на времева инверсия за квантова еволюция. На тази основа екипът допълнително определил времевата посока на еволюцията, постигайки кохерентна суперпозиция на квантовата еволюция и нейната обратна еволюция. Те също така охарактеризираха структурите, използвайки техники за квантови доказателства.
В сравнение със сценария с определена времева посока на еволюцията, квантуването на времевата посока показа значителни предимства при идентифицирането на квантовите канали. В това изследване учените са използвали устройството за разграничаване на два набора от квантови канали с успеваемост от 99,6%, докато максималната успеваемост на стратегията с дефинирана посока на времето е била само 89% при същите разходи на ресурси.
Изследването разкрива потенциала на входно-изходната неопределеност като ценен ресурс за напредъка в областта на квантовата информация и фотонните квантови технологии. Постигнатото е голям напредък в сферата на квантовата физика и квантовата механика. Разкриват се възможности за съвсем нов тип изследвания, които ще ни дадат нови познания за света, който ни заобикаля.
