時間“倒流”首次在量子計算機上實現(xiàn)

2019-03-18 10:33

據(jù)英國《獨立報》近日報道，由美國、瑞士和俄羅斯科學(xué)家組成的一個國際科研團隊，在《科學(xué)報告》雜志撰文稱，他們首次借助一臺量子計算機，逆轉(zhuǎn)了“時間之箭”的方向。這一違背常識的突破性研究，可能會改變我們對統(tǒng)轄宇宙的機制和過程的理解，也有望促進量子計算機的發(fā)展。

研究人員稱，熱力學(xué)第二定律告訴我們，時間是線性的，只能沿一個方向運動；系統(tǒng)總是從有序到無序，而非相反。但在最新實驗中，他們使用量子計算機，讓時間“倒退”，正如桌子上散落的臺球重回其最初的三角形排列的起點。

首席研究員、俄羅斯莫斯科物理科學(xué)與技術(shù)研究所（MIPT）量子信息物理學(xué)實驗室負責(zé)人戈爾代·勒斯維吉博士說：“我們?nèi)藶榈貏?chuàng)建了一種與熱力學(xué)時間箭頭反方向演進的狀態(tài)。”

他們使用的是一臺由電子“量子比特”（qubits）構(gòu)成的量子計算機。量子比特是量子計算機的基本信息單位，由“1”“0”或這兩者的混合“疊加”來描述。

在實驗中，他們啟動了一個“進化程序”，該程序使量子比特進入一種逐漸復(fù)雜的1和0不斷變化的狀態(tài)。在此過程中，量子比特失去了秩序，就像擺好的臺球被撞擊，散落各處一樣。但隨后，另一個程序修改了量子計算機的狀態(tài)，使其“向后”演進，從混亂變?yōu)橛行颍@意味著量子比特重回初始狀態(tài)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用兩個量子比特時，“時間逆轉(zhuǎn)”的成功率為85％；而當(dāng)使用3個量子比特時，成功率下跌到50％。他們認為，隨著所用設(shè)備的復(fù)雜程度不斷提高，錯誤率有望下降。

他們同時表示，這項實驗也有望促進量子計算機的開發(fā)。勒斯維吉說：“我們的算法可以更新，并用來測試為量子計算機編寫的程序，消除噪音和錯誤。”