Interesul pentru acest subiect a revenit acum câteva zile, readus în atenție de ScienceDaily, deși cercetarea a fost publicată încă din februarie în Physical Review X. Echipa de la Los Alamos National Laboratory, împreună cu cercetători de la Joint Center for Quantum Information and Computer Science (NIST și Universitatea Maryland), a dezvoltat un set de instrumente care pot face ca un sistem cuantic să se comporte ca și cum timpul ar curge înapoi, nu înainte.

De ce apare „săgeata timpului” în lumea cuantică

Legile fundamentale ale fizicii microscopice sunt, în cea mai mare parte, simetrice față de timp: ecuațiile funcționează la fel de bine dacă inversăm sensul timpului. În schimb, majoritatea proceselor pe care le observăm în jurul nostru nu sunt reversibile, acesta este ceea ce fizicienii numesc „săgeata timpului”. În mecanica cuantică, această asimetrie apare tocmai din procesul de măsurare. Spre deosebire de fizica clasică, unde o măsurătoare nu influențează semnificativ fenomenul observat, în lumea cuantică măsurarea perturbă sistemul într-un mod aleatoriu, iar această perturbare generează, la rândul ei, o direcție preferată a timpului.

Un instrument construit special pentru a inversa efectul măsurării

Echipa condusă de fizicianul Luis Pedro García-Pintos a construit un instrument matematic numit, în termeni de fizică, „hamiltonian”. Practic, hamiltonianul este rețeta matematică ce descrie energia totală a unui sistem și care determină cum evoluează el în timp; în mecanica cuantică, e elementul central din care rezultă tot ce se poate prezice despre un sistem. De regulă, hamiltonianul descrie ceva care există deja în natură. În acest caz însă, cercetătorii au construit unul artificial, format dintr-o secvență de câmpuri și impulsuri aplicate sistemului, conceput special ca să reproducă exact efectele pe care le-ar avea o măsurătoare asupra lui. Folosit într-un proces de reacție (feedback), acest instrument poate anula, amplifica sau supracompensa perturbările produse de măsurare, generând traiectorii care corespund unei săgeți a timpului întinse, estompate sau chiar complet inversate.

Un motor care se alimentează din propria măsurare

Ca demonstrație a tehnicii, echipa a proiectat și un „motor cu măsurare continuă”, capabil să recolteze energie chiar din actul de a face măsurători cuantice. Energia introdusă în sistem prin măsurare poate fi extrasă aproape instantaneu de hamiltonian și stocată, de exemplu, într-o baterie, pentru a alimenta alte procese. Fizicianul García-Pintos explică faptul că, spre deosebire de fenomenele din jurul nostru, la nivel microscopic majoritatea legilor fundamentale ale fizicii permit ca timpul să curgă la fel de bine înainte sau înapoi, iar instrumentele construite de echipă exploatează tocmai această proprietate pentru a controla sistemele cuantice în moduri noi.

Nu tot ce e posibil teoretic e ușor de construit

O altă aplicație posibilă ar fi inversarea decoerenței cuantice, fenomenul prin care un sistem cuantic își pierde proprietățile specifice din cauza interacțiunii cu mediul, una dintre cele mai mari bariere din calea calculatoarelor cuantice. Nu toată lumea e însă la fel de optimistă: fizicianul Kater Murch, de la Universitatea California Berkeley, care nu a fost implicat în studiu, atrage atenția că, pentru a construi în practică astfel de hamiltonieni, ar fi nevoie de măsurători perfecte, fără nicio pierdere de informație, o condiție greu de îndeplinit experimental. Următorul pas al echipei este tocmai demonstrarea experimentală a metodei, folosind biți cuantici supraconductori, un sistem care permite reacții rapide și o eficiență ridicată a detecției.

Descoperirea nu înseamnă că oamenii de știință pot călători în timp, ci că pot controla mult mai precis modul în care un sistem cuantic evoluează sub observație, cu aplicații posibile în calculatoarele cuantice, bateriile cuantice și tehnicile de reducere a decoerenței.

---

Sursă:
García-Pintos, L. P., Liu, Y.-K., Gorshkov, A. V. (2026). Reshaping the Quantum Arrow of Time. Physical Review X, 16, 011028. https://doi.org/10.1103/l18s-9vmh. Instituții: Los Alamos National Laboratory, Joint Center for Quantum Information and Computer Science (NIST / Universitatea Maryland).