Idő visszapörgetése: a nagy kvantumfordulat
A hétköznapi életben az idő nyila előre mutat: a tojás nem ugrik vissza a héjába, a kilöttyent tej sem kerül vissza a pohárba. Ez alatt azt kell érteni, hogy a fizika egyik alaptörvénye, az entrópia, csak növekszik – tehát a rendezetlenség csak nőhet. Már a XIX. században is megkísérelték képzeletbeli „ördögökkel” kijátszani ezt a törvényt, amelyek szétválogatják az energiaállapotokat, így a visszafordíthatatlannak hitt folyamatok ellentétes irányba indulnak újra. Ilyen lenne például, ha a kihűlt kakaó visszaszívná a hőt a kezedből.
Kvantumrendszerek: amikor minden lehetséges
Kvantumrendszerekben, azaz az atomok és az elektronok világában minden jóval kiszámíthatatlanabb. A kísérletek szerint ezek a „mini-univerzumok” úgy működnek, hogy mérés nélkül az anyag részecskéi egyszerre több állapotban is létezhetnek (szuperpozícióban vannak). Amint azonban megmérik őket, egyedi, jól meghatározott állapotba kerülnek.
A kutatók számítógépes szimulációk során arra jöttek rá, hogy ha pontosan ismert egy kvantumrendszer kiinduló állapota, és az is, hogy végül hová jut egy mérés után, akkor ez a mérés – bizonyos vezérlőjelek sorozatával (Hamilton-féle vezérléssel) – akár meg is fordítható. Ilyenkor a rendszer visszaugorhat a kiinduló állapotba, sőt, tovább is pörgethető egy ellentétes, alternatív kimenet felé. Olyan, mintha a valóság lejátszása visszafelé történne.
Hasznosítás és akadályok: az idő irányítása?
Hosszabb távon ezeknek az irányított visszaforgatásoknak elképesztő következményei lehetnek. Lehetőség nyílhat például arra, hogy a kvantumszámítógépek egyik legfőbb hibáját, az információvesztést lelassítsák vagy megállítsák. Sőt, a mérési folyamat során befektetett energia visszanyerhető és akkumulátorba táplálható – ezzel más folyamatokat is meghajthatnának.
A visszafordíthatóság másik nagy terepe a dekoherencia: ez felelős azért, hogy a kvantumrendszerek idővel elveszítik „varázsukat”, azaz klasszikus rendszerekké válnak a különféle környezeti behatások miatt. Ha ezt sikerülne visszafordítani, az forradalmasíthatná a kvantumszámítógépek teljesítményét.
Csakhogy komoly akadályok állnak a gyakorlati megvalósítás előtt. Jelenleg egy kvantumrendszer állapotát fény segítségével mérik le – ezekben a mérésekben viszont az információ mintegy fele elveszik, így sem az állapot, sem a „visszafelé játszás” nem lesz tökéletes. Még hosszú út vezet a tökéletes mérési és vezérlési technológiákig; csak ezután válhatna a fordított idő a mindennapok részévé.
