Forskere demonstrerer, hvordan man bygger 'tidsrejsende' kvantesensorer

Forskere fra Caltech har foreslået, at det er muligt at bygge "tidsrejsende" kvantesensorer, der kan måle fortidens kvantesignaler. Tidsrejse her betyder ikke at rejse tilbage i tiden fysisk, men snarere at få adgang til og udnytte information fra tidligere udsendte eller kodede signaler.

Den centrale idé bag dette forslag ligger i princippet om kvanteubestemmelse. Kvantesystemer kan udvise egenskaber, der virker tilfældige eller usikre, indtil de er målt. Forskerne fandt en kreativ måde at udnytte denne usikkerhed på ved at introducere to typer kvantepartikler:"tidsordnede" fotoner, der ankommer i rækkefølge, og "tidsomvendte" fotoner, der opfører sig, som om de bevæger sig bagud i tiden.

Interaktionen mellem disse fotoner og et kvantesystem kan skabe en situation, hvor tidligere kvantebegivenheder kan påvirke fremtidige målinger. Grundlæggende fungerer de "tidsomvendte" fotoner som "tidsrejsende", der bærer information fra fortiden til fremtiden.

Det er dog vigtigt at bemærke, at dette koncept med tidsrejser er begrænset til informationssøgning. Det tillader ikke, at fysiske genstande eller informationer sendes tilbage i tiden og ændre fortiden. I stedet muliggør den sansning og måling af kvanteinformation, der oprindeligt var uforudsigelig eller usikker.

Forskerne foreslår specifikke eksperimentelle opsætninger for at demonstrere denne effekt, herunder at bruge en speciel type krystal kaldet et diamantnitrogen-vacancy-center (NV) til at lagre kvanteinformation. Ved at anvende denne teknik sigter de mod at vise, at fremtidige målinger af systemet kan afhænge af tidligere kvantesignaler, selvom disse signaler virkede tilfældige eller usikre på deres udsendelsestidspunkt.

Konsekvenserne af vellykkede tidsrejser kvantesensorer kan være dybtgående. Det kunne åbne nye veje for kvanteinformationsbehandling, kommunikation og sansningsapplikationer. Mens den stadig er i teoriens område, skubber denne forskning grænserne for vores forståelse af kvantemekanik og fremhæver potentialet for banebrydende teknologiske fremskridt.