“量子开关”能逆转时间流动？

2025-08-12

据美国《大众机械》月刊网站8月4日报道，在量子物理学的亚原子宇宙中，你可以实现在我们的经典物理世界中被认为不可能的事情。在量子化的世界里，量子叠加、量子纠缠甚至量子隐形传态之类的事情看起来都有可能实现。现在，来自奥地利科学院和维也纳大学的科学家们正在把某种时间旅行也加入这份清单。

在发表于预印本文献库及多家在线期刊(包括《光学》、《量子》杂志)的一系列论文中，奥地利科学院的米格尔·纳瓦斯库埃斯和维也纳大学的菲利普·瓦尔特等研究人员解释了在量子系统中加快、放慢甚至逆转时间流动的可能性。

纳瓦斯库埃斯把这种现象比作不同的观看电影体验。他告诉西班牙《国家报》记者：“在电影院(经典物理学)中，电影是从头到尾放映的，无论观众想看的是什么。但是在家(量子世界)中，我们有操纵电影的遥控器。我们可以回放观看一个已经过去的场景，或者快进跳过多个场景。”

研究人员让单光子在通过晶体时完成“演化”从而达成这一目标。利用一种被称为“量子开关”的实验装置，这颗单光子可以在完成演化路径前回到先前的状态。在某种程度上，与其说是电影《回到未来》中布朗博士式的时间旅行，这倒是更接近于对量子粒子状态的还原或改变，即纳瓦斯库埃斯曾在2020年描述过的“时间平移”。

不过，这与你家电视机上的倒带键存在本质区别，因为在通常情况下，观看者可以看到剧情是如何从A点发展到B点，只是以加速倒放形式呈现。但是，在量子力学中，观测行为本身就会导致系统状态改变，从而使追踪系统随时间演化的过程变得不可能。这些科学家认为，关键在于这些回溯协议仍然有效，因为它们能够在无需知道系统经历了怎样的变化及其“内部动力学”的情况下得以执行。

而且，这台量子时间机器不只朝一个方向运动。纳瓦斯库埃斯说，他们还偶然发现了一种沿进化时间轴快进的方法。他告诉《国家报》记者：“要想让某个系统在一年时间内长满十岁，你必须从别处获得另外九年时间。在一项对十个系统进行的为期一年实验中，你可以从前九个系统各偷走一年，并把它们全部转移到第十个系统上。在这一年结束时，第十个系统便满了十岁，而其他九个系统仍将保持实验开始时的状态。”

令人遗憾的是，这些在量子世界中的科幻小说式发现，不足以支持人类实现跨越过去和未来的时间旅行，因为一个人“返老还童”所需的信息量将颠覆人类认知。事实上，科学家们估计，仅仅实现一秒钟的时间逆转就可能需要等待数百万年。

但是对于奥地利科学院和维也纳大学的研究团队来说，这项研究的意义不在于奔向遥远的未来，而在于能够通过赋予量子处理器纠正系统错误的可能性来提升其性能。毕竟，倘若人生真的有倒带键，难道你会忍着不用它吗？