ロスアラモス国立研究所の研究者らは、量子システムにおいて時間の流れが逆転しているかのように見せる量子制御技術を開発した。物理学誌「Physical Review X」に掲載されたこの研究は、測定とフィードバックを用いることで、量子プロセスにおける時間の認識される方向を操作するものである。
研究チームは、量子ビットなどの量子システムにおいて、時間の矢を抑制あるいは反転させるプロトコルを導入した。この手法は、測定と制御ハミルトニアンを組み合わせることで、外乱を打ち消すか、あるいは過剰に修正することにより、時間が遡行しているかのような軌跡を生み出す。
物理学者のルイス・ペドロ・ガルシア＝ピントス氏は、微視的なレベルにおける物理学の根本法則では、時間の順方向と逆方向の動きは等価であると述べている。この新しいツールにより、研究者はこの対称性を操作し、量子システムの新たな制御を実現できるようになった。
また、この手法は監視プロセスから直接エネルギーを採取する測定エンジンも可能にする。これは将来的な量子電池や、より優れた状態準備手法の開発を後押しする可能性がある。
研究チームは今後、超伝導量子ビットを用いてハミルトニアンに基づいたフィードバックの検証を行う予定である。本研究は米国エネルギー省および国立科学財団の支援を受けている。