美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的研究团队成功设计出一套量子控制协议，能够让量子系统的时间流向呈现“倒流”效果。这项研究2026年2月19日发布于《物理评论X》(Physical Review X)期刊。
微观物理定律本就允许时间双向流动
物理学基本定律在时间反演下具有对称性——将方程中的时间“t”替换为“-t”，方程依然成立。然而日常观测到的所有过程都遵循单一方向的时间箭头。在量子世界中，每一次测量都会随机扰动系统状态，这种不可逆的扰动累积起来，便产生了时间朝单一方向流动的统计偏向。
控制协议逆转测量扰动
研究团队设计了一套控制哈密顿量 ——即一系列精心编排的场与脉冲序列——用以模拟测量对量子系统造成的影响。通过反馈过程，这套工具可以抵消、放大甚至过度补偿测量带来的扰动，从而生成与“时间倒流”相符的粒子轨迹。
“如果测量原本会把我系统推向某个方向，我就能让它退回来。”洛斯阿拉莫斯国家实验室物理学家路易斯·佩德罗·加西亚-平托斯(Luis Pedro García-Pintos)说。
从测量中提取能量
这一技术的实际应用方向在于能量获取。每当对量子系统进行测量时，测量过程本身就会向系统注入能量。研究团队通过精确调控量子时间箭头的呈现方式，能够将这些能量重新导向并加以收集。
“结果就是你从中获得了能量。”加西亚-平托斯表示，“你拥有了一种将测量本身作为热力学资源来使用的机制。”
研究团队利用这套控制协议设计了一台连续测量引擎 ，能够从监测过程中提取能量，用于驱动其他过程或存储在量子电池中。
类比19世纪“麦克斯韦妖”
这一机制与19世纪著名思想实验“麦克斯韦妖”（Maxwell's demon） 形成类比。麦克斯韦妖通过操控热与冷粒子的运动方向，在系统中实现熵减。洛斯阿拉莫斯团队打造的量子“妖”则利用对量子系统状态与测量结果的掌握，驱动类似的反常过程——在量子系统中逆转时间箭头。
下一步：超导量子比特实验验证
研究团队下一步计划在超导量子比特平台上进行实验验证——该平台支持快速反馈与高探测效率，此前已实现过量子版本的麦克斯韦。
