Credits:
Quantensprung: Wiener Forscher drehen die Zeit zurück
Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Ein Computer zeigt eine Fehlermeldung an und Sie wissen nicht, wo dieser Fehler herkommt. Nach dem jetzigen Stand der Wissenschaft, bedarf es einer langen Suche nach dem Ursprung des Problems, um dieses zu lösen. Doch was wäre, wenn Sie die Zeit zurückdrehen könnten, um diesen Fehler rückgängig zu machen, ohne ihn zu kennen?
Was erstmal wie eine Szene aus einem Science-Fiction-Film klingt, könnte dank des Teams um den Wiener Physiker Philip Walther schon bald Realität werden. Denn die Wissenschaftler haben eine Maschine gebaut, die es ermöglicht, zu einem Zustand zurückzukehren, ohne diesen zu kennen.
„Wiener Physiker:innen haben die Zeit in einem Quantensystem rückwärts laufen lassen, ohne den Anfangszustand zu kennen. Dieses bahnbrechende Experiment eröffnet praktische Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich der Fehlerkorrektur in Quantencomputern.“ Jörn Brien von T3N
Eine Reise in die Welt der Quanten
Für Menschen, die sich für gewöhnlich nicht alltäglich mit Physik beschäftigen, verändert sich der Zustand eines Objektes erst, wenn es beschädigt wird, also beispielsweise zu Bruch geht. Und erst recht lässt sich dieses Objekt nach einer Beschädigung nicht wieder zusammensetzen, außer man repariert dieses. Dagegen spricht der zweite Hauptsatz der Thermodynamik der Umkehr von Prozessen, welcher besagt, dass in einem geschlossenen System der Grad der Unordnung (Entropie) zunimmt.
In der Welt der Quanten können schon beim bloßen Beobachten von Objekten Veränderungen auftreten. Doch auch hier besteht bis heute keine Möglichkeit, in einen früheren Zustand zurückzukehren.
Das „Rewinding Protokoll“: Der Schlüssel zum Zeitreisen?
Zumindest theoretisch ermöglicht das, von dem Theoriephysiker Miguel Navascues erdachte „Rewinding Protokoll“ eine Veränderung in einem Quantensystem über die Zeit umzukehren – und das, ohne den Ursprung zu kennen!
Die Wiener Physiker haben dieses theoretische Konzept in die Realität umgesetzt, indem sie die Entwicklung eines Photons, also eines winzigen Lichtteilchens, gezielt beeinflusst haben. Dafür haben sie sehr schnelle optische Faserkomponenten und ein spezielles System namens "Quantenswitch" verwendet, um die Polarisation des Photons zu ändern. Der "Quantenswitch" ist wie ein Werkzeug, mit dem man Lichtwellen kontrollieren kann.
„Um das theoretische Rezept zu realisieren, haben die Physiker diese Entwicklung des Photons mit einer zweiten Operation – ebenfalls eine Veränderung der Polarisation – überlagert", schreibt Der Standard.
Obwohl diese Erkenntnis keine Zeitreisen ermöglicht, trägt der praktische Nachweis des "Rewinding Protokolls" dazu bei, unser Verständnis von Quantenphysik zu vertiefen und eröffnet neue Möglichkeiten in der Quanteninformationstechnologie.
Die Auswirkungen auf unser Verständnis von Raum und Zeit
Das wirft grundlegende Fragen auf: Können zukünftige Ereignisse die Vergangenheit beeinflussen, was unserem gewohnten Verständnis von Zeit widerspricht? Gibt es mehr Stabilität in Quantenzuständen als bisher angenommen? Wir sind gespannt, welche Auswirkungen diese Entdeckung auf unser Verständnis von Raum und Zeit haben wird und welche innovativen Technologien sich daraus ergeben könnten.
