時間「倒流」首次在量子計算機上實現

時間「倒流」首次在量子計算機上實現

圖片來源:視覺中國

文 | 科技日報 劉霞

據英國《獨立報》近日報道,由美國、瑞士和俄羅斯科學家組成的一個國際科研團隊,在《科學報告》雜誌撰文稱,他們首次藉助一台量子計算機,逆轉了“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轄宇宙的機制和過程的理解,也有望促進量子計算機的發展。

研究人員稱,熱力學第二定律告訴我們,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”,正如桌子上散落的撞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與技術研究所(MIPT)量子信息物理學實驗室負責人戈爾代·勒斯維吉博士說:“我們人為地創建了一種與熱力學時間箭頭反方向演進的狀態。”

他們使用的是一台由電子“量子比特”(qubits)構成的量子計算機。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複雜的1和0不斷變化的狀態。在此過程中,量子比特失去了秩序,就像擺好的撞球被撞擊,散落各處一樣。但隨後,另一個程序修改了量子計算機的狀態,使其“向後”演進,從混亂變為有序,這意味著量子比特重回初始狀態。

時間「倒流」首次在量子計算機上實現

研究人員發現,當使用兩個量子比特時,“時間逆轉”的成功率為85%;而當使用3個量子比特時,成功率下跌到50%。他們認為,隨著所用設備的複雜程度不斷提高,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。勒斯維吉說:“我們的演算法可以更新,並用來測試為量子計算機編寫的程序,消除噪音和錯誤。”

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