freepik.com
Физики из Австрии впервые продемонстрировали протокол «обращения времени» в квантовой системе, позволяющий вернуть кубит в его начальное состояние без необходимости знать его параметры.
В ходе эксперимента информация была закодирована в поляризации одиночного фотона, который проходил через интерферометр Сагнака. В этом устройстве он одновременно подвергался двум эволюциям — условно U и V — в состоянии квантовой суперпозиции их последовательностей. Благодаря интерференции ученые смогли эффективно реализовать обратную эволюцию, «перематывая» систему назад.
Основные результаты:
- точность возврата к первоначальному состоянию превысила 95%;
- метод не требует знаний о начальном состоянии и характеристиках эволюции;
- совместим с различными квантовыми платформами, включая ионные ловушки и системы с холодными атомами;
- функционирует в реальном времени — процесс «отката» занимает время, сопоставимое с обычной эволюцией.
В квантовых компьютерах ошибки неизбежны из-за взаимодействия с окружающей средой и нестабильности оборудования. Новый подход позволяет откатывать систему к моменту, когда ошибка еще не успела распространиться.
Это не является заменой кодов коррекции ошибок, а выступает в качестве дополнительного инструмента управления, особенно в ситуациях, когда параметры процесса неизвестны или слишком сложны для анализа.
Исследование основывается на технологии квантового свитча — ключевого элемента, создающего суперпозицию последовательностей операций. В 2024–2025 годах также были разработаны методы независимой сертификации этого эффекта, что усиливает доверие к экспериментам и открывает возможности для практических «перемоток» в прикладных устройствах.
Теоретические исследования определили границы применения метода: в некоторых случаях «ускоренная перемотка» невозможна, но уже известны оптимальные стратегии обращения эволюции без знания динамики.
Таким образом, «Квантовое обращение времени» перестало быть парадоксом и стало рабочим инструментом для точного контроля. Следующий этап — перенос протокола на интегрированные фотонные чипы и квантовые платформы за пределами оптики.
