2026年8月31日——量子理论长期以来对空间和时间区别对待。量子态描述的是系统在某一给定时刻的状态，而随时间推移展开的变化则被单独表示为量子过程。如何找到一种统一的方式，来描述跨越空间与时间的量子信息，始终是一项根本性挑战。

由蔚山科学技术院（UNIST）物理系教授Seok Hyung Lie与韩国高等研究院（KIAS）计算科学学院教授Hyukjoon Kwon领导的研究团队，开发了一个用于测量跨越时空的量子态的理论框架。他们的研究显示，这些量子态可以通过干涉测量法重构——这是一种在量子实验中广泛使用的技术。

研究人员提出这样一个问题：能否在不预先获知不同区域之间因果顺序的情况下进行此类测量？他们定义了“因果不可知测量”，即无论因果顺序如何都保持有效的测量，并证明任何满足这一条件的测量都可以通过干涉测量法实现。

干涉测量法利用量子系统的波动特性，从不同路径之间的干涉中提取信息。将这一技术应用于空间和时间维度，为在同一个框架内描述两者提供了实验基础。

该理论还揭示了仅凭干涉测量法所能区分的能力极限。不同的量子动力学有时会随时间演化产生相同的量子态，从而使其无法通过这些测量加以区分。

为了处理这种模糊性，研究团队考虑引入一个额外的量子系统作为参考。这使他们发现了一种新的时空关联形式，并将其命名为“同步”。当两个量子动力学同步演化时，其中一个可以为另一个提供时间参考，从而使得某些过程即使在时间反演对称条件下也能被区分。

一个简单的类比有助于理解这一思路。在一段球在空中运动的视频中，仅凭运动轨迹可能无法判断视频是在正向播放还是倒放。如果同一画面中出现一个时钟，它就能为时间方向提供参照。在上述研究框架中，额外的量子系统所起的作用与此类似。

Lie教授表示：“如何定义一种同时涵盖空间与时间的量子态，以及如何测量这样的量子态，一直是量子信息科学和量子理论基础中的重要问题。这项研究从测量的角度切入问题，探讨通过实验观测究竟能获得关于时空量子态的哪些信息。”

Lie教授补充说，该框架有助于描述和分析光学、凝聚态以及超导系统中的量子信息过程，也可能为研究事件发生时间与位置事先未知的情形提供基础，其潜在应用包括量子雷达和粒子碰撞实验。