如果時間也像空間一樣，未來是否也能影響過去和現在?根據一項引人注目的新研究，這種可能性是存在的。在研究中進行的量子力學實驗中，美國科學家發現了這樣的證據。如果在經典世界證明存在這種現象，意味着我們當前的所做作為受到未來的我們做出的決定影響。
2014年12月，科學家提出了另一項理論，認為大爆炸發生時出現一個「鏡像宇宙」，與我們的宇宙相對應，朝着相反的方向在時間中穿梭。每個宇宙上的智能生物都能感受到另一個宇宙向後移動。
華盛頓大學進行的新研究發現量子世界的時間既往前移動，又往後移動，在經典世界則只往前移動。
北京時間12日消息，據國外媒體報道，你的過去影響你的現在，你的現在則改變你的未來。如果時間也像空間一樣，未來是否也能影響過去和現在?根據一項引人注目的新研究，這種可能性是存在的。在研究中進行的量子力學實驗中，美國科學家發現了這樣的證據。
研究中，美國科學家設計了一系列新實驗，探測單一粒子的量子力學特性。這個粒子擁有一個未知的狀態，測量前也絲毫不明確。測量行為本身迫使這個粒子崩潰成一種明確狀態，就像薛定諤貓實驗所展示的那樣。華盛頓大學的卡特-穆奇教授發現在知道一個粒子的未來結果之後，它過去的狀態發生改變。在不知道這一信息情況下，這種狀態更有可能保持原樣。換句話說，知道未來的結果能夠改變過去。
如果在經典世界證明存在這種現象，意味着我們當前的所做作為受到未來的我們做出的決定影響。雖然仍舊是一個理論，但物理學家已經研製出允許他們測量微妙量子力學特性的設備，以確定量子世界是否存在這種情況。穆奇教授利用這種設備觀測兩個處於不同演化階段的粒子的量子態。通過將一個電路放入微波盒，他探測到量子態。一些微波光子—或者說光粒子—被送入微波盒，它們的量子場與電路發生交互作用。當光子逃出盒子時，它們攜帶上有關量子系統的信息。
穆奇教授指出：「我們每一次啟動實驗都讓量子位形成兩種狀態疊合在一起，而後進行一次強測量但隱藏結果，隨後繼續對這個系統進行弱測量。」在此之後，他們嘗試對隱藏的結果進行預測，就像推斷一場謀殺謎團的缺失一環一樣。穆奇說：「往前計算—確定這個系統處於一種特定狀態的可能性—你猜對的幾率只有50%。此外，你也可以利用因果矩陣往後計算，聚焦所有方程式並讓它們掉頭。它們仍然有效，你能夠沿着一條向後的軌跡移動。量子世界存在向後的軌跡，也存在向前的軌跡，如果我們同時關注兩條軌跡並對相關信息進行衡量，我們所做的行為便是一種『事後預測』或者說『追溯』。」
進行追溯時，預測的準確性達到90%。在利用存儲的量子系統早期狀態測量數據進行核實之後，正確率達到十分之九。這說明在量子世界時間既往前移動，又往後移動，在經典世界則只往前移動。穆奇教授在接受英國媒體採訪時指出這就像你將鑰匙放在屋子裏的什麼地方，但卻記不起來。在量子世界，這個鑰匙可以同時存在於房子的每一個房間。你最終在廚房找到鑰匙。如果是在經典世界，這意味着鑰匙被你放在廚房，但在量子世界，鑰匙最初被你放在哪則充滿不確定性。穆奇指出「後知之明」可用於對鑰匙過去的位置進行更準確的預測。
當前進行的實驗中準確性的提高意味着測量的量子態不知何故將來自未來和過去的信息結合在一起。在經典世界，時間就像是一個箭頭，只往前移動。但在量子世界，時間卻是一個雙箭頭。穆奇說：「現在尚不清楚在由無數粒子構成的現實世界，時間為何只往前移動並且熵始終處於增長之中。很多人都在研究這個問題，我認為可在幾年後揭開這個謎團。」(孝文)
延伸閱讀中國學者量子領域又獲重要進展
中新網合肥2月6日電(記者吳蘭)記者從中科大獲悉，該校科研人員在量子領域又獲重要進展，在國際上首次實現光子軌道角動量糾纏的量子存儲，進一步證明了基於高維量子中繼器實現遠距離、大信息量的量子信息傳輸的可行性。
據悉，這項研究成果於2月4日發表在國際物理學權威期刊《物理評論快報》上。
光子的軌道角動量產生於電磁波的螺旋相位面，不同的軌道角動量對應着不同的光強空間分佈，可以構成一個無限維的完備的Hilbert空間。將光子編碼在軌道角動量空間可以大幅度增加光子的信息攜帶量。此外，利用光子的高維編碼態還可以提高量子密鑰傳輸的安全性，實現諸如量子全息隱形傳態、量子鏡像密集編碼、全息量子計算等量子信息協議，還可以應用於量子力學基本問題的研究。
據介紹，遠距離量子通信的實現必須藉助於一系列的量子中繼器，其中量子存儲單元是構成量子中繼器的核心。通過在相鄰存儲單元之間建立量子糾纏，利用量子糾纏交換技術就可以實現量子中繼，進而拓展信息傳輸的距離。因此實現大信息量、長距離的量子信息傳輸首先必須解決的關鍵問題就是量子高維糾纏的存儲。儘管目前已成功實現了攜帶軌道角動量信息的單光子存儲，但有關軌道角動量糾纏存儲方面的研究仍然是一片空白，是國際量子信息領域中的一個熱點研究領域。
中科院量子信息重點實驗室的史保森教授等一直致力於攜帶軌道角動量光子的存儲研究。繼2013年在國際上首次實現攜帶軌道角動量、具有空間結構的單光子脈衝的存儲後，通過實驗首次實現了光子軌道角動量糾纏在兩個存儲單元之間的存儲。據介紹，這項工作對實現高維量子中繼和遠距離大信息量量子信息傳輸具有重要意義。
