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突破性研究! 时间“倒流”首次在量子计算机上实现

科普小知识2021-10-05 15:31:07
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科学日报北京3月15日电(记者刘霞)据英国《独立报》14日报道,由美国、瑞士和俄罗斯科学家组成的国际研究小组在《科学报道》杂志上撰文称,他们首次利用量子计算机逆转了“时间之箭”的方向。这项突破性的研究“违背常识”可能会改变我们对宇宙机制和过程的理解。这也有望促进量子计算机的发展。

研究人员说,热力学第二定律告诉我们,时间是线性的,只能朝一个方向运动。系统总是从有序走向无序,而不是相反。但是在最近的实验中,他们使用量子计算机来“倒转”时间,就像散落在桌子上的台球回到三角形的起点一样。

“我们已经人为地创造了一种与热力学时间箭头方向相反的进化状态,”首席研究员、MIPT物理科学与技术研究所量子信息物理实验室主任戈尔德·莱斯维杰博士说

科学家使用由电子“量子位”组成的量子计算机。量子比特是量子计算机的基本信息单位,用“1”、“0”或两者的混合“叠加”来描述。

在实验中,他们启动了一个“进化程序”,将量子比特置于一个逐渐复杂的1和0变化状态。在这个过程中,量子位失去了秩序,就像台球被击中并分散在各处一样。但是随后另一个程序修改了量子计算机的状态,使其从混沌“向后”进化到有序,这意味着量子位回到了它们的原始状态。

研究人员发现,当使用两个量子位时,“时间反转”的成功率为85%。当使用三个量子位时,成功率下降到50%。他们认为,随着所用设备的日益复杂,错误率有望降低。

他们还说,该实验也有望促进量子计算机的发展。“我们的算法可以更新,并用于测试为量子计算机编写的程序,以消除噪音和错误,”刘易斯说。