Физик Тхэ Хён Юн из Университета Кореи в новой работе описал теорию квантово-вакуумного однофотонного временного кубита. А ещё он показал: эксперимент 2018 года, который его группа ставила совсем с другой целью, задним числом уже подтвердил эту идею.
Термин «временной кубит» придумал не Юн. Он пошел от физика Якова Блоха из Тель-Авивского университета. Это квантовая система, способная разворачиваться сразу в две противоположные стороны по времени. Представьте часы, у которых стрелки крутятся вперед и назад одновременно. Только вращают не само время, а ход квантового процесса — физики получают рычаг, чтобы задавать ему направление.
В квантовой механике за изменение системы во времени отвечает математическая конструкция под названием гамильтониан. Смени у него знак — и система двинется так, будто время потекло вспять. Юн переворачивает не весь гамильтониан, а только ту часть, что отвечает за взаимодействие под его контролем. Отсюда и два встречных направления эволюции.
Но два направления — еще не временной кубит. Ему нужна суперпозиция, когда оба существуют разом. Здесь и нужен общий лазерный свет. Обычно при рождении пары фотонов остается след: по нему можно вычислить, какой кристалл ее породил. А это рушит когерентную суперпозицию, без которой ничего не работает.
Опыт опирается на данные старых экспериментов, так что идеальной демонстрацией его не назовешь. Зато как доказательство идеи он намекает: копать в эту сторону стоит, и еще как. Отдельный, специально поставленный эксперимент даст более точный контроль над квантовыми состояниями и позволит проверить все операции, которые обещает теория.