فرارو- پژوهشگران موفق شده اند در مقیاس کوانتومی، روشی برای معکوس یا شتاب دادن به جریان زمان پیدا کنند؛ کشفی که می تواند آینده پردازش کوانتومی و اصلاح خطاها را متحول کند.

به نقل از پاپولر مکانیکس، در جهان زیراتمی فیزیک کوانتومی، قوانینی حاکم است که فراتر از درک ما از دنیای مادی روزمره عمل می کند. در این قلمرو، پدیده هایی مانند برهم نهی (superposition)، درهم تنیدگی (entanglement) و حتی تله پورت نه تنها ممکن، بلکه بخشی از ویژگی های طبیعی این فضا به شمار می آیند. اکنون گروهی از دانشمندان آکادمی علوم اتریش (ÖAW) و دانشگاه وین، نوعی سفر در زمان را نیز به این فهرست افزوده اند.

این پژوهشگران در مجموعه ای از مقالات منتشرشده در پایگاه های علمی و نشریات تخصصی به بررسی امکان تسریع ، کاهش سرعت و حتی معکوس کردن جریان زمان در یک سامانه کوانتومی پرداخته اند. میگل ناواسکوس از آکادمی علوم اتریش و فیلیپ والتر از دانشگاه وین جزو نویسندگان اصلی این تحقیقات هستند. ناواسکوس برای توضیح این پدیده، آن را به تجربه تماشای فیلم تشبیه می کند: در سینما [معادل فیزیک کلاسیک] فیلم از ابتدا تا انتها، بدون توجه به خواسته تماشاگر، پخش می شود. اما در خانه [دنیای کوانتوم] ما کنترل از راه دور داریم؛ می توانیم صحنه ای را به عقب برگردانیم یا چند سکانس را جلو بزنیم.

دستاورد آن ها با تکامل یک فوتون منفرد در حین عبور از یک کریستال به دست آمد. با استفاده از ابزاری آزمایشی به نام کلید کوانتومی (quantum switch)، فوتون نور به وضعیت قبلی خود بازمی گردد، گویی که هرگز سفر خود را آغاز نکرده است. این بیشتر به معنای بازگرداندن یا تغییر وضعیت ذرات کوانتومی است تا آنچه در داستان های علمی تخیلی به سبک بازگشت به آینده می بینیم. خود ناواسکوس این پدیده را نوعی ترجمه زمانی نامیده است؛ اصطلاحی که او در سال 2020 معرفی کرد.

البته این فرآیند دقیقاً مانند دکمه بازگشت تلویزیون نیست. در پخش یک فیلم، شما می توانید مسیر حرکت داستان از نقطه آ به ب را ببینید، حتی اگر به عقب برگردانده شود. اما در مکانیک کوانتومی، صرفِ مشاهده یک سامانه باعث تغییر آن می شود. این بدان معناست که پیگیری دقیق مسیر زمانی یک ذره تقریباً ناممکن است. نکته مهم اینجاست که پروتکل های بازگشت زمانی در این آزمایش ها حتی بدون دانستن ماهیت دقیق تغییرات یا پویایی درونی سامانه نیز کار می کنند. جالب اینجاست که این ماشین زمان کوانتومی تنها به عقب برنمی گردد؛ بلکه دانشمندان روشی برای حرکت به جلو در زمان تکاملی هم یافته اند. ناواسکوس در گفت وگو با روزنامه اسپانیایی ال پاییس توضیح داد:

برای اینکه یک سامانه در مدت یک سال، 10 سال پیرتر شود، باید 9 سال دیگر را از جایی به دست بیاورید. در یک آزمایش یک ساله با 10 سامانه، می توان یک سال از هر یک از 9 سامانه نخست برداشت و همگی را به سامانه دهم داد. در پایان سال، سامانه دهم معادل 10 سال پیر شده و 9 سامانه دیگر همان گونه خواهند بود که در ابتدای آزمایش بوده اند.

با این حال، این یافته های شبیه به داستان های علمی تخیلی را نمی توان در ابعاد انسانی به کار برد. دلیل آن هم این است که یک انسان، حجم حیرت آوری از اطلاعات زیستی و کوانتومی را در خود جای داده که بازجوان سازی یا تغییر وضعیت آن، فرآیندی بسیار پیچیده و زمان بر است. دانشمندان برآورد کرده اند که برای برگرداندن تنها یک ثانیه عمر انسان، میلیون ها سال زمان لازم است.

هدف این تحقیقات، فرستادن انسان ها به گذشته یا آینده نیست؛ بلکه تمرکز اصلی بر افزایش توان پردازشگرهای کوانتومی و ایجاد قابلیت بازگردانی خطا در این سیستم ها است. در محاسبات کوانتومی، حتی یک خطای کوچک می تواند کل فرآیند را مختل کند و اگر بتوان آن را به عقب برگرداند، دقت و کارایی این سامانه ها به شکل چشمگیری افزایش خواهد یافت. به زبان ساده، دانشمندان به دنبال ساخت یک دکمه بازگشت برای جهان کوانتومی هستند.