Wissenschaftler am Los Alamos National Laboratory haben einen bedeutenden Schritt zur Umkehrung des Quanten-Zeitpfeils gemacht — und dabei eine überraschende neue Methode zur Energiegewinnung entdeckt.
Die am 3. Juli in Physical Review X veröffentlichte Forschung stellt Quantenkontrollprotokolle vor, die den 'Zeitpfeil' eines Systems neu formen können. Mit diesen Techniken können Forscher das normale Auftreten des Zeitpfeils unterdrücken oder sogar seine scheinbare Richtung umkehren, sodass Quantenprozesse so aussehen, als würden sie rückwärts ablaufen.
Das Team entwarf einen 'Kontroll-Hamiltonoperator' — eine sorgfältig geplante Sequenz von Feldern und Impulsen — der die Effekte von Quantenmessungen reproduziert. In ein Rückkopplungssystem integriert, kann dieser Hamiltonoperator die durch Messungen verursachten Störungen aufheben, verstärken oder sogar überkorrigieren.
Am bemerkenswertesten ist, dass die neuen Kontrollmethoden es Forschern ermöglichen, direkt aus dem Überwachungsprozess selbst nutzbare Energie zu gewinnen. Quantenmessungen werden zu einer thermodynamischen Ressource, die genutzt werden kann, um Arbeit zu verrichten — etwa einen anderen Quantenprozess anzutreiben oder Energie in einer Quantenbatterie zu speichern.
