中科大物理学家利用量子技术成功实现光子在时间上双向传播

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根据国际权威预印本平台（arXiv），一组（来自中国科学技术大学、香港大学、牛津大学、维也纳大学）物理学家声称已将光从时间的一侧同时移动到另一侧；也就是说，他们掌握了一种使光子（光粒子）及时前后移动的量子技巧。

两个独立的研究小组已经证明了光粒子同时在时间上来回传播的量子实验。

那么光子能否同时存在于两种时间状态？以及他们是如何实现的？

参与这两个实验的科学家之所以能做到这一点，是因为结合了量子力学奇异世界的两个原理并使用了一种特殊的光学晶体：量子叠加的收敛性以及电荷、宇称和时间反转的对称性。(CPT)，它描述了原子和亚原子粒子的物理性质。

论文截图

由于这种效应，通过晶体分裂光子会产生违反直觉的行为或规则。我们从薛定谔和著名的假想猫那里知道的最明显的量子叠加例子，这只猫被认为既是活的又是死的，因为它的生命掌握在一个随机的亚原子事件的手中，该事件发生并且在观察之前没有位置. 另一方面，第二定律，电荷对称性、宇称对称性和时间反转，指出任何包含粒子的系统都将遵循相同的物理定律，即使粒子的电荷、空间坐标和运动随时间变化。这使得重叠粒子可以及时向前和向后移动。

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通过在实验过程中测量光子的偏振，预先重新组合穿过另一个晶体的重叠光子，他们发现了一种量子干涉模式：这种模式只有在同一个光子在两个方向上移动时才会出现，一个光子似乎在时间之箭上同时前进和后退。

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如果得到证实，由于这些研究正在等待同行评审并且可以在 arXiv 预印本服务器上获得，因此将光粒子放置在叠加层中以在时间上向前和向后传播可能对计算有用。量子（并不能让我们进行时间旅行，这肯定是许多读者的想法）。它不会立即有实际用途，但也许会对量子计算机产生影响，甚至有助于发展量子引力理论。我们很快就会知道这个奇异的物理实验是否会导致量子物理学的新路径。

时间旅行是可能的，但只能在平行时间线上

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参考：

[1]时间方向的实验叠加Teodor Strömberg、Peter Schiansky、Marco Túlio Quintino、Michael Antesberger、Lee Rozema、Iris Agresti、Çaslav Brukner、Philip Walther 量子物理学

论文链接:

https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.01283

[2]单个量子设备中输入输出不确定性的实验证明Yu Guo, Zixuan Liu, Hao Tang, Xiao-Min Hu, Bi-Heng Liu, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo, Giulio Chiribella 量子物理

论文链接:

https://doi.org/10.48550/arXiv.2210.17046

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