科学家声称用IBM的量子计算机实现了“时光倒流”

发布: | 发布时间:2019-03-15,星期五 | 阅读:215
IBM的量子计算机。IBM

这个世界的大趋势是越来越糟糕。覆水难收,破镜难以重圆。宇宙只会朝着一个方向不断发展——变得越来越混乱和没有秩序。

这个趋势有时候也被称作“时间之箭”。宇宙走向混乱是一条基本定律——第二热力学定律。这条定律认为,任何系统只会从有序走向无序,系统的混乱程度——也就是所谓的“熵”,永无下降之可能。

但是最近一些科学家却声称,他们利用IBM简易公共量子计算机中的程序,成功地反转了时间之箭。

量子计算机是用量子比特来进行计算的。和普通计算机中的比特一样,量子比特也有1和0两个值,但不同的是,量子比特可以处于“叠加态”——意为其可以同时拥有1和0两个值。它们遵循的是量子力学定律,与界限分明的日常世界情况截然不同。

科学家利用一个程序,将计算机中的两个量子位同时设置为0。根据量子力学定律,随着时间的自然流逝,这一秩序会被打破,两个量子比特的值很快就会变成1和0中的任意一个。

但在另一个能够让计算机实现倒转运行的程序控制下,再次运行第一个程序的结果是,有大约85%的概率,两个量子比特的值能够恢复到原先的双0状态。程序中最困难的部分,是如何让计算机实现有效的倒转运行。

科学家计算了自然状态下,被随机扰动的孤立电子恢复到原有量子状态所需的时间,结果发现即使每秒钟对100亿个电子进行研究,得到一次结果所需的时间也会穷尽宇宙的一生。

实验表明,虽然在自然状态下极不可能,利用量子算法却可以演示如何反转时间之箭。

在现实生活中,我们无法让碎片复原成一面镜子,因为世界总是趋向于无序。但是在量子计算机中,科学家却能找到一条绕过这一规律,迫使无序变为有序的路子?

参阅:

Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer

https://www.nature.com/articles/s41598-019-40765-6


来源:星空天文


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