在我們熟悉的世界表面之下是一個更小的量子世界，它違背了我們關於時間和空間的基本觀念。在這個小世界裡，“之前”和“之後”的概念消失了，兩個事件可以相互先於，也可以相互繼承。換句話說，根據發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的一項新研究，A事件可以先於B事件發生，B事件也可以先於A事件發生。這個被稱為“量子開關”的想法最初是由另一個團隊在2009年提出，此後一直在理論和實驗上進行探索。
博科園-科學科普：這項新研究的共同作者、法國尼爾研究所(NEEL Institute)的物理學家西里爾·布蘭西亞德(Cyril Branciard)說：此前的實驗表明，事件A可以先於事件B，也可以成功，但研究不能說這兩種情況發生在同一個地方。為了確定這些違反因果關係的行為到底發生在哪裡，研究者們“用一種稍微不同的結構實現了另一種量子開關。新的設計可以通過實驗證明，A事件發生在B事件之前和之後，不僅在同一時間，而且在同一地點。
布蘭西亞德和團隊編寫程序，觀察光子（光的量子粒子）是如何在電路中運動的。光子可以選擇兩種路徑中的一種：如果光子選擇一條路徑，就稱其為事件A，如果它選擇另一條路徑，就稱其為事件B。光子可以被認為既是粒子又是波，如果研究人員使用一個具有水平偏振的光子（這些波振盪的方向）光子將首先通過路徑A，然後向後通過路徑B，這意味著事件A發生在B之前。如果他們垂直地使光子極化，光子將首先通過路徑B，然後是A，這意味著B發生在A之前。但在量子世界中，一種被稱為疊加的奇異現象佔據主導地位。
在疊加態下，光子可以是水平偏振的，也可以是垂直偏振的——正如著名的薛定諤貓佯謬所示，量子世界中的一隻貓可能是死的，也可能是活的。
然而，這裡有一個問題：物理學家不能實際看到或測量光子在做什麼；測量的行為本身就會破壞疊加。這種測量將迫使光子‘選擇’遵循這樣或那樣的順序。相反設置了一系列的“障礙”，或光學元件，如透鏡和稜鏡，間接地使這兩個事件區別開來。當光子穿過這些路徑時，透鏡和稜鏡改變了每個光子的波的形狀。這反過來又改變了它們的偏振，偏振方向可以是上、下、側，或者任何角度。
在光子旅行的最後，研究人員可以測量新的偏振。研究團隊以不同的方式設置了光學元件，這樣就可以在不同的設置下進行多次試驗。在整個實驗過程中所採取的一系列測量方法作為“因果見證”——如果這個值為負，就意味著光子會同時在兩條路徑上運動。事實上，當光子處於這種疊加狀態時，因果證據是否定的，表明光子同時在兩條路徑上運動，意思是“之前”和“之後”對這些微小粒子沒有任何意義。事件A引起事件B，事件B同時引起事件A。在未來，這種量子開關可以加強量子設備的通信。
博科園-科學科普｜文：Yasemin Saplakoglu/Live Science
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