ロスアラモス国立研究所の研究者らは、量子システムがあたかも時間が前方ではなく後方に進んでいるかのように振る舞う量子制御プロトコルを開発した。Physical Review Xに発表されたこの研究は、時間反転に対して物理法則が対称である微視的レベルで「時間の矢」を操作する。研究チームは測定とフィードバックを組み合わせて時間反転確率的軌跡を生成し、時間の流れの自然な方向を効果的に打ち消したり逆転させたりした。

「私たちの周りで観察される現象とは異なり、微視的レベルではほとんどの基本的な物理法則が時間の前方と後方の動きを物理的に可能と見なします」と物理学者のルイス・ペドロ・ガルシア＝ピントスは述べた。研究者らはまた、量子測定からエネルギーを収穫する測定エンジンを構築し、観測行為を熱力学的リソースに変えた。これは19世紀の「マクスウェルの悪魔」思考実験に基づいており、仮想的な観測者が粒子を選別してエントロピーを減らすが、もちろんすべてのコストを考慮すると熱力学第二法則は無傷のままである。

チームは超伝導量子ビットを用いてハミルトニアンに基づくフィードバック制御を実験的に実証する計画で、これにより量子状態準備の改善や量子バッテリーの実現につながる可能性がある。この研究は米国エネルギー省と国立科学財団の助成を受けた。