Je to ten vůbec nejděsivější a nejméně kompromisní zákon v celém vesmíru. Nazývá se šipka času. Rodíme se, stárneme a nakonec umíráme. Horká káva ponechaná na stole vždy vychladne. A pokud upustíte syrové vajíčko na podlahu, rozbije se na tisíc kousků. Nikdy v historii vesmíru se nestalo, že by se kousky skořápky samy vznesly ze země, žloutek se scelil a vajíčko vám skočilo zpět do dlaně.

Tento jednosměrný proud událostí popisuje druhý termodynamický zákon a pojem zvaný entropie (míra neuspořádanosti systému). V klasické fyzice je to naprosté dogma. Čas plyne pouze dopředu, chaos se neustále zvětšuje a to, co se už stalo, nelze vrátit.

Vědci a vizionáři o cestování v čase snili celá staletí, ale neustále naráželi na neprostupnou zeď naší reality. Až doteď.

Zpráva, která nedávno proběhla vědeckou komunitou, zní jako čistá hollywoodská fikce: vědcům se podařilo vrátit čas o zlomek vteřiny zpět. K této události nedošlo v tajném vládním bunkru za pomoci upraveného DeLoreanu, ale uvnitř nejpokročilejších výpočetních strojů současnosti. Sled událostí po analýze výsledků přinutil i ty nejchytřejší mozky planety přehodnotit vše, co jsme si dosud mysleli o samotném předivu naší existence.

Kvantový stroj času: Zkrat v zákonech termodynamiky

Abychom pochopili tento monumentální moment, nesmíme se dívat na svět lidskýma očima. Musíme se ponořit do mikrosvěta subatomárních částic, kde nevládnou pravidla sira Isaaca Newtona, ale naprosto bizarní zákony kvantové mechaniky.

Tým špičkových výzkumníků ze společnosti IBM využil k tomuto přelomovému experimentu svůj kvantový počítač. Místo klasických bitů, které známe z našich notebooků a které mohou nabývat pouze hodnot 0 nebo 1, využívá tento stroj takzvané qubity (kvantové bity). Ty mohou díky jevu zvanému superpozice existovat ve více stavech současně.

Výzkumníci z laboratoří IBM Quantum vzali skupinu těchto qubitů a nastavili jim počáteční kvantový stav. Následně stiskli pomyslné tlačítko „play“ a nechali tento stav přirozeně se vyvíjet v čase kupředu. Částice na sebe začaly působit, systém se stal složitějším a chaos narůstal. V klasickém světě by se systém zkrátka vyvíjel dál a dál.

Ale pak vědci udělali něco, z čeho doslova mrazí v zádech. Aplikovali do systému naprosto precizní, speciálně navrženou matematickou operaci. Tento pulz nevrátil zpět jen samotné částice. On obrátil samotný vektor vývoje systému. Qubity se začaly fyzicky vracet do stavu, ve kterém byly o vteřinu dříve. Systém se doslova „od-vyvinul“ zpět do svého výchozího bodu. Šipka času se zkrátka obrátila.

Zázrak zvaný „odmíchání vajíčka“

Proč je tento úspěch tak obrovský? K pochopení použijme právě onu analogii s rozbitým vajíčkem, kterou pro vysvětlení kvantových fenoménů s oblibou používají sami fyzici.

Představte si, že chcete na pánvi odmíchat už zamíchaná vajíčka tak, abyste oddělili bílek od žloutku. V klasické fyzice (v našem makrosvětě) by to vyžadovalo, abyste znali přesnou polohu, rychlost a směr každého jednotlivého atomu vajíčka na pánvi a na všechny z nich ve stejném zlomku milisekundy aplikovali absolutně přesnou opačnou sílu. A to nejen na vajíčko, ale i na atomy vzduchu kolem něj a molekuly tepla z pánve. Je to matematicky a fyzikálně nekonečně nepravděpodobné.

V kvantovém světě počítače se ale přesně tohle stalo.

Vědci v podstatě vzali rozbité, zamíchané kvantové vajíčko a s využitím správných protokolů a přesně načasovaných operací donutili všechny částice, aby zatančily svůj tanec pozpátku a složily se zpět do dokonalé, nedotčené skořápky.

Tento experiment není časocestováním v tom smyslu, že by někdo nastoupil do stroje a potkal dinosaury. Přesto dokazuje něco mnohem hlubšího a důležitějšího:

Kvantová šipka času není fixní betonová zeď. Je to směr, který sice přirozeně plyne kupředu, ale pod dokonalou kontrolou správných kvantových protokolů ho lze zastavit, zmanipulovat a obrátit.

Tuto revoluční myšlenku o reverzibilitě potvrzují i teoretické studie z Los Alamos National Laboratory, které se zabývaly asymetrií času v kvantových systémech. Na subatomární úrovni zkrátka neplatí náš lidský pocit toho, že minulost je navždy uzamčená.

Proč na tom záleží? Vymazání chyb z existence

Pokud z tohoto objevu nebudeme stavět stroje času pro lidi, k čemu nám to celé vlastně je? Odpověď leží v budoucnosti samotné výpočetní techniky. Kvantové počítače v sobě skrývají sílu vyléčit rakovinu, vyřešit klimatickou krizi a dešifrovat ty nejsložitější kódy na světě. Mají ale jednu obrovskou slabinu: jsou neuvěřitelně náchylné na chyby způsobené šumem a okolním prostředím.

Představte si, že kvantový počítač hledá životně důležitý lék, ale do systému vnikne šum a výpočet poškodí. V klasickém počítači se chyba uloží, množí se a zničí výsledek. V kvantovém počítači budoucnosti, vybaveném protokolem pro obracení času, ale mohou vědci zkrátka výpočet vrátit v čase o pár mikrosekund zpět – do momentu těsně předtím, než chyba vůbec vznikla. Mohou vymazat výpočetní katastrofu z existence a nechat systém bezpečně pokračovat dál.

Čas ve vašem obývacím pokoji, na vašich hodinkách i ve vašem těle plyne stále neúprosně jen jedním směrem. Vajíčko na vaší podlaze se samo nesloží. Ale uvnitř těch nejchladnějších a nejizolovanějších procesorů naší planety bylo toto neměnné pravidlo vesmíru právě zlomeno. Dokázali jsme to, o čem dříve snili jen autoři sci-fi románů. Získali jsme moc posouvat ručičky kvantových hodin oběma směry.

Díky, že jste se se mnou ponořili do světa, kde se „včera“ může stát „zítřkem“! Pokud vás fascinuje, že kvantové stroje dokážou vymazat chyby z existence a posouvat hranice reality, budu moc rád za vaši podporu. Symbolický příspěvek v ceně jedné kávy mi pomůže dál sledovat tyto neuvěřitelné experimenty a přinášet vám zprávy z hranic lidského chápání.