В классическом представлении о видимой Вселенной время должно идет только вперед, но в квантовом мире все может быть иначе. Ученый из Южнокорейского университета Тай Хён Юн показал, что процессы в кубите можно запустить в обратном направлении — и для этого им самим как будто пришлось вернуться в прошлое. Это открытие может изменить подход к обработке информации и ускорить прогресс в квантовых вычислениях.
Идея временного кубита появилась недавно. Ее предложил израильский физик Яков Блох в 2025 году. Временной кубит — это система, которая может развиваться в двух направлениях одновременно. Это позволяет управлять тем, как именно будет происходить квантовый процесс.
Блох предложил эксперимент: разделить путь квантовой частицы на два, создать вдоль них противоположно направленные магнитные поля и затем снова соединить пути. По идее, это должно показать, как связаны два противоположных процесса.
Пока это только теория. Однако Юн развил эту идею и провел эксперимент, который показал, что это возможно на практике. Вместо магнитных полей он использовал свет.
Юн и его коллеги создали два кристалла, которые генерируют пары запутанных фотонов. Один фотон из каждой пары становится однофотонным кубитом. Направление квантового взаимодействия можно менять, регулируя фазу света. Сдвиг фазы на половину цикла заставляет процесс идти в обратном направлении, не меняя само время.
В квантовой механике есть математическое выражение, называемое гамильтонианом, которое описывает, как меняется состояние системы со временем. Если поменять знак гамильтониана, система начнет развиваться так, будто время пошло вспять. Метод Юна меняет не весь гамильтониан, а только ту часть, которая отвечает за управляемое взаимодействие. Это создает два противоположных направления квантовой эволюции.
Но для временного кубита нужно, чтобы оба направления существовали одновременно. Здесь важную роль играет общий лазерный луч. Обычно информация о том, где именно возникли фотоны, сохраняется, что мешает создать когерентную суперпозицию. Но если подавать свет от одного когерентного источника в оба кристалла, эту информацию можно подавить. В итоге получается однофотонный кубит, который кодирует два противоположных направления квантовой эволюции одновременно.