Η νέα επαναστατική ανακάλυψη στον κόσμο της κβαντικής φυσικής ανοίγει νέες δυνατότητες για τη διαχείριση του χρόνου. Η έννοια του χρόνου έχει απασχολήσει την ανθρωπότητα για αιώνες. Στον κόσμο της φυσικής, ο χρόνος πάντα θεωρείται μια αδιάκοπη και γραμμική ροή που κινείται μόνο προς το μέλλον, με το παρελθόν να έχει περάσει και το μέλλον να βρίσκεται πάντα μπροστά μας. Όμως, καθώς η επιστήμη προχωρά, η εικόνα αυτή αρχίζει να αμφισβητείται.
Με την πρόοδο της κβαντικής φυσικής, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει νέες διαστάσεις του χρόνου, και συγκεκριμένα, τη δυνατότητα επιτάχυνσης, επιβράδυνσης, ή και αντιστροφής του μέσα σε κβαντικά συστήματα. Αυτές οι ανακαλύψεις φέρνουν επαναστατικές δυνατότητες για την επιστημονική κοινότητα και ταυτόχρονα ανοίγουν το δρόμο για νέες καινοτομίες στην τεχνολογία.
Η έννοια του “ταξιδιού στον χρόνο” μεταμορφώνεται από απλή επιστημονική φαντασία σε ένα πεδίο που μπορεί να προσφέρει πρακτικές εφαρμογές, όπως η δυνατότητα να διαγραφούν λάθη ή να αναστραφούν καταστάσεις σε κβαντικά συστήματα.
Αν και δεν μιλάμε για την επιστροφή ανθρώπων στο παρελθόν ή για ανατροπή ιστορικών γεγονότων, η δυνατότητα να επιβραδύνουμε ή να επιταχύνουμε τη “ροή” του χρόνου μέσα σε κβαντικά συστήματα, μπορεί να έχει σημαντικές συνέπειες στην τεχνολογία των υπολογιστών και την κατανόηση της κβαντικής μηχανικής.
Η νέα ανακάλυψη των επιστημόνων από την Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών (ÖAW) και το Πανεπιστήμιο της Βιέννης, δείχνει ότι η δυνατότητα να αναστραφεί η πορεία του χρόνου είναι εφικτή, τουλάχιστον σε μικροκλίμακα, και μπορεί να προσφέρει ένα νέο εργαλείο για τον έλεγχο των κβαντικών υπολογιστών και άλλων κβαντικών συστημάτων.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη διατυπώσει την έννοια της “κβαντικής μετάφρασης του χρόνου”, η οποία υπόσχεται να ανοίξει νέες δυνατότητες για το μέλλον της κβαντικής φυσικής και των κβαντικών τεχνολογιών. Με αυτόν τον τρόπο, η κατανόηση του χρόνου στον κβαντικό κόσμο δεν περιορίζεται πλέον στην παραδοσιακή άποψη.
Οι νέες δυνατότητες που προσφέρουν οι κβαντικές ανακαλύψεις θα μπορούσαν να ανοίξουν νέες προοπτικές για την ανάπτυξη τεχνολογιών που δεν φανταζόμαστε σήμερα, όπως οι “έξυπνοι” κβαντικοί υπολογιστές, που θα μπορούσαν να διορθώνουν τα σφάλματα τους σε πραγματικό χρόνο ή να βελτιώνουν τις υπολογιστικές δυνατότητες των σύγχρονων συστημάτων.
Αυτή η ανακάλυψη, αν και στα πρώτα της βήματα, υπόσχεται να ανατρέψει τις βάσεις της σύγχρονης επιστήμης και να φέρει επανάσταση στην τεχνολογία, κάνοντάς την πιο ισχυρή και ακριβή από ποτέ.
Η κβαντική φυσική και το ταξίδι στον χρόνο
Στον κόσμο της φυσικής, ο χρόνος προχωρά προς μία κατεύθυνση: από το παρελθόν στο μέλλον.
Αυτό όμως δεν ισχύει στην κβαντική φυσική, όπου η ροή του χρόνου μπορεί να μην είναι τόσο γραμμική. Ερευνητές από την Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών (ÖAW) και το Πανεπιστήμιο της Βιέννης ανακάλυψαν ότι μέσα σε ένα κβαντικό σύστημα είναι δυνατή η επιτάχυνση, επιβράδυνση και ακόμη και η αντιστροφή του χρόνου. Η ανακάλυψη αυτή δεν έχει να κάνει με το ταξίδι στο χρόνο ή την απόδραση σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, αλλά με τη δυνατότητα να επηρεαστεί η ροή του χρόνου μέσα στο κβαντικό σύστημα.
Πώς λειτουργεί το κβαντικό “ταξίδι” στον χρόνο
Στην κβαντική φυσική, μπορούμε να πετύχουμε πράγματα που θεωρούνται αδύνατα στον καθημερινό κόσμο μας. Ένα από αυτά είναι η υπέρθεση, η διεμπλοκή και η τηλεμεταφορά, τα οποία φαίνονται να είναι εφικτά όταν μιλάμε για κβαντικά συστήματα.
Σε μια σειρά εργασιών που δημοσιεύτηκαν σε προεκτυπωτικούς διακομιστές και διάφορα διαδικτυακά περιοδικά (συμπεριλαμβανομένων των Optica, arXiv και Quantum), ερευνητές όπως ο Miguel Navascués από την ÖAW και ο Philip Walther από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης εξηγούν τη δυνατότητα επιτάχυνσης, επιβράδυνσης και ακόμη και αντίστροφης ροής του χρόνου μέσα σε ένα κβαντικό σύστημα.
Ο Navascués συγκρίνει αυτή τη διαδικασία με την παρακολούθηση ταινίας: «Στον κινηματογράφο (κλασική φυσική), η ταινία προβάλλεται από την αρχή μέχρι το τέλος, ανεξαρτήτως της επιθυμίας του κοινού. Αλλά στο σπίτι (κβαντικός κόσμος), έχουμε ένα τηλεχειριστήριο για να πάμε την ταινία στο σημείο που θέλουμε. Μπορούμε να γυρίσουμε σε μια προηγούμενη σκηνή ή να παραλείψουμε πολλές σκηνές και να προχωρήσουμε μπροστά».
Η συσκευή που μπορεί να γυρίσει τον χρόνο πίσω
Οι ερευνητές πέτυχαν αυτό το αποτέλεσμα «εξελίσσοντας» ένα μεμονωμένο φωτόνιο καθώς περνά μέσα από έναν κρύσταλλο. Χρησιμοποιώντας μια πειραματική συσκευή που ονομάζεται “κβαντικός διακόπτης”, οι επιστήμονες κατάφεραν να επιτύχουν κάτι εκπληκτικό: το μεμονωμένο φωτόνιο επιστρέφει στην προηγούμενη κατάστασή του πριν ακόμα κάνει το ταξίδι του.
Αυτό το φαινόμενο δεν είναι ακριβώς ταξίδι στο χρόνο όπως το φανταζόμαστε από τις ταινίες επιστημονικής φαντασίας, αλλά είναι μια διαδικασία επαναφοράς ή αλλοίωσης των καταστάσεων των κβαντικών σωματιδίων, κάτι που ο Navascués είχε περιγράψει ήδη από το 2020 ως «χρονική μετάφραση» (time translation).
Ωστόσο, αυτό δεν είναι ακριβώς σαν το κουμπί της επαναφοράς στην τηλεόραση, όπου συνήθως μπορούμε να δούμε πώς εξελίχθηκε η πλοκή από το σημείο Α στο Β, απλώς γρήγορα και ανάποδα. Στην κβαντική μηχανική, η απλή παρατήρηση ενός συστήματος προκαλεί την αλλαγή του, κάτι που καθιστά αδύνατη την παρακολούθηση της πορείας του στον χρόνο. Το κρίσιμο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι ότι αυτά τα «πρωτόκολλα επαναφοράς» εξακολουθούν να λειτουργούν, επειδή μπορούν να υλοποιηθούν χωρίς να γνωρίζουμε τι άλλαξε ή ποια ήταν η «εσωτερική δυναμική» του συστήματος.
Η ανακάλυψη του “επιταχυνόμενου” χρόνου
Και αυτό το «κβαντικό χρονομηχάνημα» δεν λειτουργεί μόνο προς μία κατεύθυνση, καθώς ο Navascués αποκάλυψε ότι έχουν βρει και μέθοδο για να προχωρούν μπροστά στον «εξελικτικό χρόνο» ενός συστήματος. Όπως είπε στην εφημερίδα El País:
«Για να κάνετε ένα σύστημα να γεράσει 10 χρόνια σε έναν χρόνο, πρέπει να πάρετε τα υπόλοιπα 9 χρόνια από κάπου. Σε ένα πείραμα διαρκείας με 10 συστήματα, μπορείτε να ‘κλέψετε’ έναν χρόνο από το καθένα από τα πρώτα 9 και να τους τον δώσετε στο δέκατο. Στο τέλος του χρόνου, το δέκατο σύστημα θα έχει γεράσει 10 χρόνια, ενώ τα άλλα 9 θα παραμείνουν όπως ήταν στην αρχή του πειράματος».
Τα όρια της ανακάλυψης και η πρακτική εφαρμογή της
Δυστυχώς, αυτά τα ευρήματα δεν μπορούν να εφαρμοστούν για να στείλουν τους ανθρώπους πίσω και μπροστά στο χρόνο, καθώς ένας μόνο άνθρωπος αντιπροσωπεύει τεράστια ποσότητα πληροφορίας που θα έπρεπε να «αναζωογονηθεί» ή να επαναφερθεί. Οι επιστήμονες εκτιμούν πως θα χρειάζονταν εκατομμύρια χρόνια για να επιτευχθεί αυτό μόνο για ένα δευτερόλεπτο.
Όμως για τις ομάδες του ÖAW και του Πανεπιστημίου της Βιέννης, ο στόχος δεν είναι να ταξιδέψουν στο μακρινό μέλλον, αλλά η ανάπτυξη καλύτερων κβαντικών υπολογιστών που θα είναι σε θέση να διορθώνουν τα σφάλματα τους αυτόματα, κάτι που θα φέρει επανάσταση στη βιομηχανία της τεχνολογίας και της υπολογιστικής. Εξάλλου, αν η ζωή είχε ένα κουμπί επαναφοράς, δεν θα το χρησιμοποιούσαμε;
