Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Bilim insanları, kuantum sisteminin algılanan zaman akışını bastırabilen veya hatta tersine çevirebilen kuantum kontrol teknikleri geliştirdiler; bu da sistemin davranışının zamanın ileriye doğru değil, geriye doğru akmasıyla daha tutarlı görünmesini sağlıyor."
Can Time Flow in Reverse? A Quantum Breakthrough Challenges Our Assumptions
Araştırmacılar, kuantum zaman akışının nasıl uzatılabileceğini, bulanıklaştırılabileceğini veya hatta tersine çevrilebileceğini inceliyor.
Fizik Zaman Akışı İllüstrasyonu. Görsel: Shutterstock
Ya zamanın yönü göründüğü kadar sabit değilse? Günlük deneyimlerimiz bize zamanın durmaksızın ileriye doğru aktığını söylese de, kuantum sistemlerini yöneten mikroskobik yasalar çok daha az kısıtlayıcıdır. Aslında, kuantum mekaniğinin birçok denklemi, zaman ters yönde aksa da aynı şekilde geçerlidir.
Physical Review X dergisinde yayınlanan bir makalede araştırmacılar, belirli süreçlerin zamanın ileriye doğru akmasından ziyade geriye doğru akmasıyla daha tutarlı görünmesini sağlayabilen kuantum kontrol protokolleri geliştirdiler. Ekip, ölçümleri, geri bildirimi ve özel olarak tasarlanmış kontrol alanlarını dikkatlice birleştirerek, bir kuantum sisteminin zaman okunu bastırabildiklerini veya hatta görünür yönünü tersine çevirebildiklerini gösterdi. Bu çalışma, fiziğin en temel kavramlarından birini keşfetmenin yeni bir yolunu sunmakla kalmıyor, aynı zamanda kuantum sistemlerinden enerji elde etme ve kuantum durumları hazırlama konusunda yeni yöntemlere de yol açabilir.
Kuantum sistemleri, örneğin kübit kümeleri, kuantum mekaniğinin kurallarına uyar; burada ölçümler sadece gözlemlemekle kalmaz, ölçülen sistemi aktif olarak değiştirir. Araştırmacılar bu özelliği kullanarak, zaman tersine çevrilmiş evrime benzeyen yörüngeler de dahil olmak üzere sıra dışı kuantum dinamikleri tasarladılar. Bir gösteri olarak, bu yaklaşımı kullanarak, bir kuantum sistemini izleme eyleminden enerji elde edebilen, ölçümle çalışan bir motor tasarladılar.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı fizikçisi Luis Pedro García-Pintos, “Çevremizde gözlemlediğimiz olayların aksine, mikroskobik düzeyde fiziğin en temel yasaları, zamanda ileri ve geri hareketi fiziksel olarak mümkün görüyor” diyor. “Başka bir deyişle, bu fizik yasaları zaman tersine çevrildiğinde simetriktir; denklemler zamanı tersine çevirseniz de aynı şekilde çalışır. Mikroskobik düzeyde çalışan kuantum sistemleri için, geliştirdiğimiz araçlar, algılanan zaman akışını manipüle ederek kuantum sistemlerini kontrol etmenin şaşırtıcı ve yeni yollarını ortaya çıkarabilir.”
Zaman tersine çevrilmiş yörüngeler
Klasik fizikte, bir sistemi gözlemlemek genellikle ölçülen şey üzerinde çok az etkiye sahiptir. Ancak kuantum fiziğinde, ölçüm bir sistemin durumunu rastgele değiştirebilir ve bu da zaman okunun oluşturulmasına yardımcı olur. Araştırma ekibi, ölçümleri ve geri bildirimleri kullanarak, zamanın ters yönde akmasına benzeyen rastgele yörüngeler tasarladı ve bu da kuantum sistemlerinin zamanda geriye doğru hareket ediyormuş gibi davranmasına neden oldu.
Ekip, ölçümlerin etkilerini taklit edebilen, programlanmış bir alan ve darbe dizisi olan bir kontrol Hamiltoniyeni oluşturdu. Geri bildirim sürecinde kullanıldığında, bu Hamiltoniyen ekibin ölçüm bozulmalarını iptal etmesine, güçlendirmesine veya aşırı düzeltmesine olanak sağladı. Bu, zaman oklarıyla tutarlı, uzatılmış, bulanıklaştırılmış veya hatta tersine çevrilmiş yeni yörüngeler üretti.
19. yüzyılda ortaya atılan ve "Maxwell'in şeytanı" olarak adlandırılan düşünce deneyinde, sıcak ve soğuk parçacıkların yönlendirilmesi bir sistemdeki entropiyi azaltır ve bu durum, doğal süreçlerde entropinin artması veya sabit kalması gerektiğini savunan termodinamiğin ikinci yasasına meydan okuyor gibi görünür. (Daha sonraki fizik çalışmaları, tüm termodinamik maliyet kaynakları hesaba katıldığında ikinci yasanın ihlal edilmediğini göstermiştir.)
Laboratuvar ekibinin kuantum "şeytanı", bir kuantum sisteminin durumu ve ölçüm sonuçları hakkındaki bilgileri kullanarak, kuantum sistemindeki normal zaman akışını tersine çeviren, benzer şekilde alışılmadık süreçleri tetikliyor.
Süperiletken kübitler için kuantum geri besleme kontrolü
Ekip tarafından geliştirilen araçlar, enerjinin bir kuantum sistemine giriş ve çıkış şeklini değiştirebilir. Bu yetenek, sistemi izleme eyleminden enerji çeken sürekli bir ölçüm motorunu destekleyebilir. Bu kurulumda, kuantum ölçümleri, başka bir işlem için enerji veya kuantum pilinde depolama gibi kullanılabilir enerji sağlayabilen termodinamik bir kaynak haline gelir.
Gelecekteki çalışmalar, kuantum geri besleme kontrolü için Hamiltoniyen ölçüm süreçlerinin deneysel testlerini içerecektir. Bir örnek, hızlı geri beslemeyi ve yüksek verimli algılamayı destekleyen ve Maxwell'in şeytanının kuantum versiyonlarının zaten gösterildiği süper iletken kuantum bitleridir. Takip eden çalışmalarda, yeni teknikler kuantum durum hazırlığı için protokoller tasarlamak için de kullanılmaktadır.
Bu araştırma, ABD Enerji Bakanlığı, Bilim Ofisi, İleri Bilimsel Hesaplama Araştırma programı, Los Alamos'taki İleri Simülasyon ve Hesaplama Programı'nın Moore Yasasının Ötesinde projesi ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, 22 Haziran 2026, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 19.08.2026, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans:Luis Pedro García-Pintos, Yi-Kai Liu ve Alexey V. Gorshkov, 19 Şubat 2026, Fiziksel İnceleme X. DOI: 10.1103/l18s-9vmh
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.