Des chercheurs du Laboratoire national de Los Alamos ont mis au point des protocoles de contrôle quantique capables de faire en sorte que les systèmes quantiques se comportent comme si le temps s'écoulait à reculons plutôt qu'en avant. Ces travaux, publiés dans Physical Review X, manipulent la « flèche du temps » à l'échelle microscopique, où les lois de la physique sont symétriques sous l'inversion du temps. L'équipe a utilisé une combinaison de mesures et de rétroaction pour générer des trajectoires stochastiques inversées dans le temps, annulant ou inversant ainsi la direction naturelle de l'écoulement du temps.

« Contrairement aux phénomènes que nous observons autour de nous, à l'échelle microscopique, la plupart des lois fondamentales de la physique considèrent le mouvement vers l'avant et vers l'arrière dans le temps comme physiquement possible », a déclaré le physicien Luis Pedro García-Pintos. Les chercheurs ont également construit un moteur de mesure qui récolte de l'énergie à partir de mesures quantiques, transformant l'acte d'observation en une ressource thermodynamique. Cela s'appuie sur l'expérience de pensée du « démon de Maxwell » du XIXe siècle, où un observateur hypothétique trie les particules pour réduire l'entropie – même si, comme toujours, la deuxième loi de la thermodynamique reste intacte lorsque tous les coûts sont pris en compte.

L'équipe prévoit de démontrer expérimentalement leur contrôle par rétroaction basé sur l'hamiltonien en utilisant des qubits supraconducteurs, ce qui pourrait conduire à une meilleure préparation des états quantiques et même à des batteries quantiques. Ces travaux ont été financés par le département de l'Énergie des États-Unis et la National Science Foundation.