دانشمندان برای اولین بار نور را به‌طور همزمان در زمان به جلو و عقب بردند

روش جدیدی که پژوهشگران ایجاد کرده‌اند، به آن‌ها اجازه می‌دهد تا درک بهتری از گرانش کوانتومی داشته باشند. این روش از ترکیب دو قاعده ساخته شده است که بخشی از دنیای عجیب مکانیک کوانتوم را شکل می‌دهند. در این مطالعه دو گروه مستقل از دانشمندان در آزمایش‌های خود به چیزی دست پیدا کرده‌اند که آن را به‌عنوان «چرخش زمانی کوانتومی» معرفی می‌کنند.

این پدیده از طریق تلاقی برهم‌نهی یا سوپرپوزیشن کوانتومی و تقارن سی‌پی‌تی (CPT) به‌دست آمده که هر دو از قواعد مکانیک کوانتوم هستند. سوپرپوزیشن کوانتومی پدیده‌ای است که می‌گوید ذرات ریز تا قبل از مشاهده‌شدن، در حالت‌های مختلف وجود دارند. از آن طرف، تقارن سی‌پی‌تی می‌گوید تمام سیستم‌هایی که ذره دارند، از قوانین مشترک فیزیک تبعیت می‌کنند و این قوانین صرف‌نظر از جهت شارژ، توازن و معکوس‌پذیری زمانی آنها صدق می‌کند.

تغییر قطبش فوتون‌های نور در فضا با یک کریستال

محققان در آزمایش‌های خود یک ذره نور، یعنی یک فوتون را به حالت سوپرپوزیشن بردند تا به آن اجازه دهند در زمان به جلو و عقب حرکت کند. هر دو تیم برای انجام این کار فوتون خود را از طریق یک کریستال در حالت سوپرپوزیشنی با دو مسیر جداگانه قرار دادند.

به عبارت دیگر، در شرایطی که فوتون در حالت برهم‌نهی با شرایطی مشخص از درون کریستال عبور می‌کرد، یک مسیر دیگر هم در نظر گرفته شده بود تا قطبش فوتون در فضا را تغییر دهد و آن را به شکلی درآورد که انگار در زمان به سمت عقب حرکت می‌کند.

دانشمندان سپس این فوتون را دوباره از داخل یک کریستال دیگر عبور داده و قطبش آن را اندازه‌گیری کردند. آن‌ها متوجه الگوی تداخل کوانتومی خاصی شدند که تنها در صورت حرکت فوتون در هر دو سمت جلو و عقب به‌وجود می‌آمد.

این یافته‌ها نشان می‌دهند که می‌توان از چرخش‌های زمانی برای معکوس‌کردن گیت‌های منطقی در کامپیوترهای کوانتومی استفاده کرد و محاسبات را به‌صورت هم‌زمان در دو جهت انجام داد. نتایج مطالعات این دو گروه از دانشمندان به‌صورت مستقل در arXiv منتشر شده، اما هنوز به همتاداوری نرسیده است.