ყოველდღიურ ცხოვრებაში დრო მხოლოდ ერთი მიმართულებით მიედინება — გატეხილი ჭიქა თავისით აღარ მთლიანდება და დაღვრილი წყალი ჭიქაში აღარ ბრუნდება. მეორე მხრივ, კვანტურ სამყაროში ყველაფერი გაცილებით განსხვავებულია.

ახალი კვლევის მიხედვით, მეცნიერებმა შექმნეს მეთოდი, რომელიც კვანტურ სისტემას ისე აკონტროლებს, თითქოს მისი ევოლუცია დროის საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარეობდეს. ეს არ ნიშნავს, რომ დროში მოგზაურობა უკვე შესაძლებელია, მაგრამ აღმოჩენა მეცნიერებს კვანტური კომპიუტერებისა და მომავლის ტექნოლოგიების განვითარებაში დაეხმარება.

რას ნიშნავს "დროის ისარი"?

ფიზიკაში არსებობს ცნება "დროის ისარი". ის აღწერს ფაქტს, რომ ჩვენს სამყაროში მოვლენები მხოლოდ ერთი მიმართულებით ვითარდება — წარსულიდან მომავლისკენ.

მიკროსამყაროში მოქმედი ფიზიკის ძირითადი კანონები კი გაცილებით სიმეტრიულია. მათემატიკურად ისინი თითქმის ერთნაირად მუშაობს, მიუხედავად იმისა, დრო წინ მიდის თუ უკან.

როგორ შეძლეს ამის გაკეთება?

კვლევის ავტორებმა კვანტური სისტემების მართვის ახალი პროტოკოლი შეიმუშავეს. ჩვეულებრივ, კვანტურ სისტემაზე ნებისმიერი გაზომვა თავად სისტემასაც ცვლის. სწორედ ეს ცვლილებები ქმნის დროის ბუნებრივ მიმართულებას.

ახალი მეთოდით მეცნიერებმა გაზომვები უკუკავშირის სპეციალურ მექანიზმთან დააკავშირეს. შედეგად მათ შეძლეს კვანტური პროცესების ისე მართვა, თითქოს სისტემა დროის საპირისპირო მიმართულებით ვითარდებოდა.

ნიშნავს თუ არა ეს დროში მოგზაურობას?

კვლევის ავტორები ხაზგასმით აღნიშნავენ, რომ რეალურ სამყაროში დრო უკან არ დაბრუნებულა. შეიცვალა მხოლოდ კვანტური სისტემის ქცევა, რომელიც სპეციალური კონტროლის პირობებში ისე გამოიყურებოდა, თითქოს დროის საწინააღმდეგო მიმართულებით ვითარდებოდა.

სხვა სიტყვებით, მეცნიერებმა დრო არ "გადაახვიეს" — მათ შექმნეს პირობები, რომლებშიც კვანტური პროცესები დროის უკუსვლის მსგავსად მიმდინარეობდა.

აღმოჩენას პრაქტიკული მნიშვნელობაც აქვს. კვლევის ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო შედეგი ენერგიას უკავშირდება.

მეცნიერებმა აჩვენეს, რომ შესაძლებელია კვანტური გაზომვის პროცესის გამოყენება ენერგიის ამოსაღებად. ამისთვის მათ შექმნეს ე.წ. გაზომვის ძრავის თეორიული მოდელი, რომელიც კვანტური სისტემის მონიტორინგისას წარმოქმნილ ენერგიას იყენებს.

მომავალში მსგავსი მიდგომა, შესაძლოა, დაეხმაროს კვანტური კომპიუტერების განვითარებას, საფუძველი ჩაუყაროს კვანტური ბატარეების შექმნას და შესაძლებელი გახადოს კვანტური მდგომარეობების უფრო ზუსტად მართვა.

მაქსველის დემონი

კვლევა ეფუძნება ფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე ცნობილ სააზროვნო ექსპერიმენტს, რომელსაც "მაქსველის დემონი" ეწოდება. ეს იდეა XIX საუკუნეში გაჩნდა და აღწერს წარმოსახვით არსებას, რომელსაც მხოლოდ ინფორმაციის გამოყენებით შეუძლია სისტემის ქცევა შეცვალოს.

ახალ კვლევაში მეცნიერებმა მსგავსი პრინციპი კვანტურ სამყაროში გამოიყენეს. მათ შექმნეს სისტემა, რომელიც გაზომვებიდან მიღებულ ინფორმაციას იყენებს და კვანტური პროცესების მიმდინარეობას მართავს.

რა იქნება შემდეგი ნაბიჯი?

ამ ეტაპზე მიღებული შედეგები თეორიულ მოდელებს ეფუძნება. შემდეგ ეტაპზე მკვლევრები აპირებენ მეთოდი ზეგამტარ კუბიტებზე, კვანტური კომპიუტერების ძირითად ელემენტებზე, გამოცადონ.

თუ ექსპერიმენტები წარმატებით დასრულდება, ახალი ტექნოლოგია, შესაძლოა, საფუძვლად დაედოს კვანტური გამოთვლების ეფექტიანობის ზრდასა და ენერგიის მართვის სრულიად ახალი მეთოდების შექმნას.

რატომ არის ეს აღმოჩენა მნიშვნელოვანი?

მართალია, ეს კვლევა არ ამტკიცებს, რომ ადამიანები ოდესმე დროში იმოგზაურებენ, თუმცა იგი კიდევ ერთხელ აჩვენებს, თუ რამდენად განსხვავებულია კვანტური სამყარო ჩვენი ყოველდღიური გამოცდილებისგან.

მეცნიერებმა შეძლეს კვანტური სისტემების ისეთი კონტროლი, რომელიც აქამდე შეუძლებლად მიიჩნეოდა. თუ ეს ტექნოლოგია მომავალშიც განვითარდება, მან, შესაძლოა, მნიშვნელოვანი როლი შეასრულოს კვანტური კომპიუტერების, კვანტური ენერგეტიკისა და სხვა მოწინავე ტექნოლოგიების განვითარებაში.

კვლევის შედეგები მეცნიერებმა სამეცნიერო ჟურნალ Physical Review X-ში გამოაქვეყნეს. ინფორმაცია გაავრცელა ScienceDaily-მაც.