近日，圣路易斯华盛顿大学、美国国家标准与技术研究院（NIST）和剑桥大学的科学家们创造了一种新型量子传感器，该传感器利用量子纠缠制造时间旅行探测器。相关研究成果发表在《Physical Review Letters》期刊中，
多年来，时间旅行的想法一直让科幻爱好者眼花缭乱。科学告诉我们，去未来旅行在技术上是可行的，至少如果你愿意接近光速，但回到过去是不可能的。但是，如果科学家能够利用量子物理学的优势来揭示过去发生的复杂系统的数据呢？新的研究表明，这一前提可能并不牵强。在2024年6月27日发表在《物理评论快报》上的一篇新论文中，圣路易斯华盛顿大学Charles M.Hohenberg物理学教授兼量子跃迁中心主任Kater Murch及其同事NIST的Nicole Yunger Halpern和剑桥大学的David Arvidsson Shukur展示了一种新型量子传感器，该传感器利用量子纠缠制造时间旅行探测器。
Murch将这一概念描述为类似于能够将望远镜送回过去，捕捉到你从眼角看到的流星。在日常生活中，这种想法是行不通的。但在量子物理学这片神秘而神秘的土地上，可能有一种方法可以绕过这些规则。这要归功于纠缠量子传感器的一种特性，Murch将其称为“后见之明”。
这个过程始于量子单线态中两个量子粒子的纠缠——换句话说，两个自旋相反的量子比特——因此，无论你考虑哪个方向，自旋都指向相反的方向。从那里开始，其中一个量子位——Murch称之为“探针”——受到磁场的作用，使其旋转。
下一步就是众所周知的魔法发生的地方。当测量辅助量子位（实验中未用作探针的量子位）时，纠缠的性质有效地将其量子态（即自旋）“及时”发送到对中的另一个量子位。这让我们回到了这个过程的第二步，磁场使“探针量子比特”旋转，这就是后见之明的真正优势所在。
在这种实验的通常情况下，使用自旋的旋转来测量磁场的大小，测量失败的可能性是三分之一。这是因为当磁场沿着x、y或z轴与量子比特相互作用时，如果它平行于或反平行于自旋方向，结果将是无效的——没有旋转可测量。在正常情况下，当磁场未知时，科学家们必须猜测沿哪个方向准备自旋，导致三分之一的失败可能性。后见之明的美妙之处在于，它允许实验者通过时间旅行为自旋设定最佳方向。
爱因斯坦曾将量子纠缠称为“远距离的怪异行为”。也许纠缠最诡异的部分是，我们可以将纠缠的粒子对视为同一粒子，在时间上向前和向后。这为量子科学家提供了创造性的新方法来构建更好的传感器，特别是那些可以有效地向后发送的传感器。这类传感器有许多潜在的应用，从探测天文现象到研究磁场中获得的上述优势，随着这一概念的进一步发展，更多的应用肯定会成为人们关注的焦点。
