В новом докладе, опубликованном в журнале Communications Physics, физики А. В. Лебедев и В. М. Винокур и их коллеги из Materials, Physics and Advanced Engineering в США и России, основываясь на своих предыдущих работах, разработали технический метод обращения вспять временной эволюции произвольного неизвестного квантового состояния, сообщает phys.org.

Физики давно пытаются понять необратимость окружающего мира и приписывают ее возникновение симметричным во времени фундаментальным законам физики. Согласно квантовой механике, окончательная необратимость концептуального обращения времени требует чрезвычайно сложных и неправдоподобных сценариев, которые вряд ли спонтанно произойдут в природе. Физики ранее показали, что, хотя обратимость времени экспоненциально маловероятна в естественной среде, можно разработать алгоритм для искусственного обращения стрелки времени в известное или заданное состояние в квантовом компьютере IBM. Однако эта версия обращенной стрелки времени охватывает только известное квантовое состояние и поэтому сравнивается с квантовой версией нажатия перемотки назад на видео, чтобы «обратить вспять поток времени».

Передовая разработка откроет новые пути для общих универсальных алгоритмов, чтобы отправить временную эволюцию произвольной системы назад во времени.

В этой работе только намечен математический анализ обращения времени без указания экспериментальных реализаций. Осуществляя обращение времени вспять, предложенная система продолжала поддерживать поступательную эволюцию, управляемую ее собственным Гамильтонианом. Вычислительная сложность обращения времени для неизвестного квантового состояния была пропорциональна квадрату размерности гильбертова пространства системы (абстрактное векторное пространство).

Чтобы осуществить это на практике, экспериментальной системе потребуется естественная система, которая развивается под неизвестным Гамильтонианом наряду с термализацией, которую квантовые компьютеры не поддерживают, в паре с универсальными квантовыми затворами для достижения обратного хода времени. В результате практическая реализация этой работы потребует модернизации существующих квантовых компьютеров для удовлетворения изложенных требований.