Bagaimana Waktu Berputar (dan Apa yang Belum) Fisikawan Kuantum

Fisikawan telah meyakinkan Partikel cahaya mengalami transformasi yang berlawanan secara bersamaan, seperti transformasi manusia menjadi manusia serigala dimana serigala berubah menjadi manusia. Dalam sirkuit yang dirancang dengan hati-hati, foton bertindak seolah-olah waktu mengalir dalam tumpukan kuantum maju dan mundur.

“Untuk pertama kalinya, kami memiliki mesin perjalanan waktu yang berjalan dua arah,” katanya. Sonya Frank Arnoldseorang fisikawan kuantum di University of Glasgow di Skotlandia yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut.

Sayangnya bagi penggemar sci-fi, perangkat kerasnya tidak memiliki kesamaan dengan DeLorean 1982. Sepanjang eksperimen, yang dilakukan oleh dua tim independen di China dan Austria, jam lab terus berjalan terus. Hanya foton yang mengalir melalui sirkuit yang mengalami kecurangan waktu. Bahkan untuk foton, para peneliti memperdebatkan apakah membalik panah waktu itu nyata atau simulasi.

Either way, fenomena membingungkan dapat menyebabkan jenis baru teknologi kuantum.

“Anda dapat memvisualisasikan lingkaran di mana informasi Anda dapat mengalir ke dua arah,” katanya. Julia RubinoPeneliti di University of Bristol.

apa saja kapan saja sekaligus

Fisikawan pertama kali menyadari satu dekade lalu bahwa aturan aneh mekanika kuantum menjungkirbalikkan gagasan logis tentang waktu.

Inti dari keanehan kuantum adalah ini: Saat Anda mencari sebuah partikel, Anda akan selalu menemukannya di satu lokasi mirip titik. Tetapi sebelum dapat diukur, partikel tersebut berperilaku seperti gelombang. Ini memiliki “fungsi gelombang” yang merambat dan beriak melalui banyak jalur. Dalam keadaan tak tentu ini, partikel ada dalam kumpulan kuantum dari situs-situs yang mungkin dikenal sebagai a tumpang tindih.

di dalam kertas diterbitkan pada tahun 2013, Julio Chiribella, seorang fisikawan yang sekarang bekerja di Universitas Hong Kong, rekan penulis mengusulkan sirkuit yang akan menempatkan peristiwa ke dalam superposisi tatanan temporal, melewati langkah melapiskan lokasi di ruang angkasa. Empat tahun kemudian, Rubino dan rekan-rekannya langsung secara empiris Ide. Mereka mengirim foton melalui superposisi dua jalur: satu di mana peristiwa A mengalami peristiwa B kemudian peristiwa B, dan yang lainnya di mana B mengalami kemudian A. Dalam arti tertentu, setiap peristiwa tampaknya menyebabkan yang lain, sebuah fenomena yang kemudian disebut Penyebab yang tidak ditentukan.

Tidak puas dengan hanya mengotak-atik urutan peristiwa seiring berjalannya waktu, Chiribella dan rekannya Zexuan Liu membidik arah pawai, atau panah, untuk waktu itu sendiri. Mereka mencari perangkat kuantum di mana waktu masuk ke dalam superposisi yang mengalir dari masa lalu ke masa depan dan kembali — anak panah waktu yang tidak terbatas.

Untuk melakukan ini, Chiribella dan Liu menyadari bahwa mereka memerlukan sistem yang dapat mengalami perubahan berlawanan, seperti metronom yang dapat mengayunkan lengannya ke kiri atau ke kanan. Mereka membayangkan menempatkan sistem seperti itu dalam keadaan superposisi, mirip dengan seorang musisi yang menggerakkan akselerator kuantum secara bersamaan ke kiri dan ke kanan. mereka Deskripsi skema Untuk membangun sistem seperti itu pada tahun 2020.

Penyihir optik segera mulai membuat panah duel untuk waktu di lab. Musim gugur yang lalu, dua tim melaporkan kesuksesan.

Permainan dua kali

Chiribella dan Liu membuat game yang hanya bisa diakali oleh penghitung waktu kuantum. Memainkan permainan dengan cahaya melibatkan pemotretan foton melalui dua alat kristal, A dan B. Meneruskan ke depan melalui alat akan memutar polarisasi foton dengan jumlah yang bergantung pada pengaturan perangkat. Melewati mundur melalui instrumen memutar polarisasi tepat di arah yang berlawanan.

Sebelum setiap putaran permainan, wasit diam-diam menyesuaikan instrumen dengan salah satu dari dua cara: jalur maju melalui A, lalu mundur melalui B, akan menggeser fungsi gelombang foton relatif ke jalur waktu terbalik (mundur melalui A , lalu teruskan melalui B), atau tidak akan melakukannya. Pemain harus tahu pilihan yang dibuat oleh wasit. Setelah pemain mengatur alat dan elemen visual lainnya seperti yang mereka inginkan, mereka mengirim foton melalui labirin, mungkin membaginya menjadi superposisi dua jalur menggunakan cermin setengah perak. Foton berakhir di salah satu dari dua detektor. Jika pemain mengatur labirinnya dengan cara yang cukup cerdas, jentikan detektor yang berisi foton akan mengungkap pilihan juri.