在微观世界，时间没有固定的方向
要理解这项研究，首先要厘清一个关键的物理学事实。
在宏观世界，时间之箭是不可违抗的。但在微观层面，情况截然不同，支配量子系统的基本物理方程，在时间反演下是完全对称的，也就是说，如果把时间参数从正值换成负值，这些方程同样成立。洛斯阿拉莫斯国家实验室物理学家路易斯·佩德罗·加西亚-平托斯说："与我们周围观察到的现象不同，在微观层面上，大多数基本物理定律都认为时间的正向和反向运动在物理上是可能的。"
那么，量子系统中的时间之箭是如何涌现出来的？答案指向了量子测量。在经典物理学里，观测一个物体对物体本身几乎没有影响；但在量子物理学里，每一次测量都会随机扰动系统的状态，这种不可逆的扰动累积起来，就产生了时间朝单一方向流动的统计偏向，也就是量子系统中时间之箭的起源。
洛斯阿拉莫斯团队的突破，正是找到了一种办法去操控这个扰动过程。
他们设计了一种被称为"控制哈密顿量"的工具，本质上是一组精确定序的磁场和电脉冲序列，这组脉冲可以精确模拟测量对量子系统施加的扰动效果。通过将这个控制哈密顿量与实时测量反馈相结合，研究团队可以选择性地消除、放大、或过度补偿测量产生的随机扰动，从而生成三种不同类型的量子轨迹：被拉伸的时间箭头，被模糊的时间箭头，或者被彻底逆转的时间箭头。
最后一种，让量子系统表现得仿佛时间在朝过去方向流动。
