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，从技术上讲，前往未来是可行的，至少如果你愿意以接近光速的速度前进，但回到过去是不可能的。但如果科学家能够利用量子物理的优势来揭示过去发生的复杂系统的数据，情况会怎样呢?

新的研究表明，这个前提可能并不那么牵强。在2024年6月27日发表在《物理评论快报》上的一篇论文中，华盛顿大学圣路易斯分校的查尔斯·M·霍恩伯格物理学教授兼量子飞跃中心主任凯特·默奇(KaterMurch)和NIST的同事妮可·云格·哈尔彭(NicoleYungerHalpern)以及剑桥大学的戴维·阿维德森-舒库尔(DavidArvidsson-Shukur)展示了一种新型量子传感器，它利用量子纠缠来制造时间旅行探测器。

Murch认为，这一概念类似于将望远镜送回过去，捕捉你眼角余光中看到的流星。在日常生活中，这个想法是行不通的。但在神秘莫测的量子物理学领域，或许有办法绕过这些规则。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”。

这个过程始于两个量子粒子在量子单重态中的纠缠——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，其中一个量子比特——默奇称之为“探测器”——受到磁场的影响，使其旋转。

下一步就是众所周知的魔法发生的地方。当测量辅助量子比特(实验中未用作探针的量子比特)时，纠缠特性会有效地将其量子态(即自旋)“及时”地发送到配对中的另一个量子比特。这让我们回到该过程的第二步，磁场旋转了“探测量子比特”，而这正是事后诸葛亮的真正优势所在。

在通常情况下，对于这种利用自旋旋转来测量磁场大小的实验，测量失败的概率为三分之一。这是因为当磁场沿x、y或z轴与量子比特相互作用时，如果磁场与自旋方向平行或反向平行，结果将无效——没有旋转可供测量。

在正常情况下，当磁场未知时，科学家必须猜测要沿哪个方向准备自旋，这会导致三分之一的失败可能性。事后诸葛亮的妙处在于，它允许实验者通过时间旅行事后诸葛亮地设定自旋的最佳方向。

爱因斯坦曾将量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”。纠缠最恐怖的部分或许在于，我们可以将纠缠粒子对视为同一粒子，在时间上既向前又向后运动。

这为量子科学家提供了创新的方法来构建更好的传感器——尤其是那些可以有效地将时间倒退的传感器。这类传感器有许多潜在的应用，从探测天文现象到前面提到的研究磁场的优势，随着这一概念的进一步发展，更多的应用必将得到关注。

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