فرارو- در جهان عجیب و پیچیده فیزیک کوانتوم، قوانین زمان و فضا قابل تغییر هستند و محققان اکنون موفق شده اند با استفاده از ذرات نور، مفهوم سفر در زمان و اصلاح خطاها را در سیستم های کوانتومی به واقعیت نزدیک کنند.

به نقل از پاپیولر مکانیکس، در قلمرو شگفت انگیز فیزیک کوانتوم، جایی که قوانین معمولی دنیای فیزیکی دیگر کاربرد ندارند، اتفاقات غیرممکن به نظر ممکن می شوند. پدیده هایی مانند برهم نهی، درهم تنیدگی و حتی تلپورت در این جهان زیراتمی امکان پذیر است. حالا دانشمندان آکادمی علوم اتریش و دانشگاه وین قدمی فراتر گذاشته اند و نوعی سفر در زمان را به این فهرست اضافه کرده اند.

در چند مقاله منتشر شده در ژورنال های آنلاین از جمله Optica، arXiv و Quantum، پژوهشگرانی همچون میگل ناواسکوئس از آکادمی علوم اتریش و فیلیپ والتِر از دانشگاه وین، امکان سرعت بخشی، کندسازی و حتی بازگرداندن جریان زمان در یک سیستم کوانتومی را بررسی کرده اند.

ناواسکوئس این پدیده را با تجربه های مختلف تماشای فیلم مقایسه می کند: در یک سینما [فیزیک کلاسیک]، فیلم از ابتدا تا انتها پخش می شود، بدون توجه به خواسته تماشاگر. اما در خانه [جهان کوانتومی]، ما یک کنترل از راه دور داریم. می توانیم فیلم را به صحنه ای قبلی بازگردانیم یا چند صحنه جلو بزنیم.

پژوهشگران این دستکاری زمان را با تکامل یک فوتون منفرد هنگام عبور از یک بلور انجام دادند. با استفاده از دستگاه آزمایشی موسوم به سوییچ کوانتومی ، فوتون نور قبل از شروع سفرش به حالت قبلی خود بازمی گردد. این روند شبیه سفر در زمان سبک دکتر براون نیست، بلکه بیشتر به بازگرداندن یا تغییر وضعیت ذرات کوانتومی مربوط می شود که ناواسکوئس پیش تر آن را ترجمه زمانی توصیف کرده بود.

اما این فرآیند درست مانند دکمه بازگردانی تلویزیون نیست، زیرا در کوانتوم مشاهده یک سیستم باعث تغییر آن می شود و ردگیری مسیر سیستم در زمان را غیرممکن می کند. با این حال، پروتکل های بازگردانی هنوز کار می کنند، زیرا می توانند بدون دانستن تغییرات یا دینامیک داخلی سیستم انجام شوند.

این ماشین زمان کوانتومی تنها به عقب حرکت نمی کند؛ ناواسکوئس می گوید روشی برای پیش برد زمان تکاملی نیز یافته اند. او توضیح می دهد: برای اینکه یک سیستم در یک سال به اندازه 10 سال پیر شود، باید 9 سال دیگر را از سیستم های دیگر بگیریم و به سیستم دهم بدهیم. در پایان سال، سیستم دهم 10 سال پیر می شود و 9 سیستم دیگر تغییری نمی کند.

با این حال، این دستاوردها هنوز برای سفر انسان ها در زمان عملی نیست؛ زیرا بازسازی اطلاعات یک انسان، حجم فوق العاده ای از داده ها را نیاز دارد و دانشمندان تخمین زده اند انجام آن حتی برای یک ثانیه میلیون ها سال طول می کشد.

هدف تیم های پژوهشی آکادمی علوم اتریش و دانشگاه وین، سفر به آینده دور نیست، بلکه افزایش توان پردازنده های کوانتومی و قابلیت اصلاح خطاها در سیستم هاست. همان طور که اگر زندگی دکمه بازگشت داشت، همه از آن استفاده می کردند، این پیشرفت می تواند به دنیای محاسبات کوانتومی فرصت های تازه ای بدهد.

این کشف نشان می دهد حتی مفاهیم علمی که زمانی در حد ایده های علمی-تخیلی بودند، در جهان کوانتومی قابلیت تحقق دارند و محدودیت های معمول زمان و خطاهای طبیعی را می توان با بهره گیری از قوانین زیراتمی به نحوی دور زد. چنین تحقیقاتی می توانند در آینده نزدیک، پردازش اطلاعات، شبیه سازی ها و حتی محاسبات حساس به خطا را به سطحی بی سابقه برسانند و مسیر تازه ای برای علوم و فناوری های پیشرفته باز کنند.

این دستاورد علمی نه تنها مرزهای درک ما از زمان و فضا را گسترش می دهد، بلکه نویدبخش آینده ای است که در آن اشتباهات و محدودیت های سنتی، حتی در سطح ذرات بنیادی، قابل اصلاح خواهند بود.