Kuantum Piller: Zamanı Geriye Sararak Şarj Edilebilir mi?

Fizikçiler, bazı kuantum sistemlerinde zamanın etkili bir şekilde tersine çevrilebileceğini gösterdi. Bu, enerji hasad etmek için yeni yollar açabilir.

Evrenimizdeki olayları gözlemlediğimizde, olayların tek bir yönde, zamanın okuna bağlı olarak gerçekleştiğini görüyoruz. Ancak çoğu fizik yasası ve denklem, zaman ileri veya geriye doğru akıyor olsun, iki yönde de çalışabilir. Zamanın okunu tanımlayan şey, kuantum dünyasında farklı bir şekildedir. Kuantum süreçleri, klasik fizik yasaları gibi, ileri veya geriye doğru çalışabilir, ancak ölçümlerimizin bir kuantum sisteminin nasıl değiştiğinin hesaplamaları ile karşılaştırıldığında, belirli bir istatistiksel örüntüye uyduklarında zamanın ileri yönde hareket ettiğini söyleyebiliriz.

Luis Pedro García-Pintos ve Los Alamos Milli Laboratuvarı'ndaki meslektaşları, bu istatistiksel imzayı taklit etmek için, ölçümlerin bir kuantum sisteme yaptığı değişiklikleri tersine çevirerek, bir kuantum sisteminin geriye doğru hareket ediyor gibi görünmesini sağlayarak, zamanın tersine çevrildiğine dair bir etki yaratmayı başardı. “Sistemin ölçüm sonucu yukarı doğru gitmesini sağlıyorum, ben de onu aşağı doğru geri gönderebiliyorum,” diyor García-Pintos. “Ölçümlerin etkili sonuçlarını karşılayabildiğimiz için, sürecin geriye doğru olduğunu gösteren daha tutarlı yörüngeler üretebiliyoruz.”

Örneğin, ekip, bir qubitin (kuantum bilgisayarının hesaplama bileşeni) bir özelliğini, örneğin spinini dolaylı bir şekilde ölçmek yoluyla, qubitin hassas kuantum durumunu bozmamak için, sürekli ölçüldüğü gibi değiştiği şekilde, zaman içinde sürekli ölçülebilmesini sağlayarak, zamanın okunu değiştirme yöntemini kullanabileceklerini söylüyor. Bu sinyal, mikrodalga radyasyon darbesi uygulayarak zamanın okunun nasıl görüneceğini değiştirmek için nasıl bir değişiklik yapılması gerektiğini hesaplamak için kullanılabilir. Bu teknik, bir gün kuantum pilleri veya minyatür kuantum motorları gibi uygulamalarda kullanılabilecek olan kuantum sistemlerinden enerji hasad etmek için kullanılabilir. Bunun nedeni, bir kuantum sistemine bir ölçüm yapıldığında, bu sisteme enerji enjekte edilmesidir.

Zamanın okunu değiştirmek için yapılan dikkatli ayarlamalar, bu enerjiyi hasat etmek için kullanılabilmesini sağlayabilir. “Sonuç olarak, enerjiyi dışarı çıkarıyorsunuz,” diyor García-Pintos. “Ölçümleri bir termodinamik kaynak olarak kullanıyorsunuz.”