时间“倒流”首次在量子计算机上实现

刘霞

2019年03月18日  来源：科技日报

据英国《独立报》近日报道，由美国、瑞士和俄罗斯科学家组成的一个国际科研团队，在《科学报告》杂志撰文称，他们首次借助一台量子计算机，逆转了“时间之箭”的方向。这一违背常识的突破性研究，可能会改变我们对统辖宇宙的机制和过程的理解，也有望促进量子计算机的发展。

研究人员称，热力学第二定律告诉我们，时间是线性的，只能沿一个方向运动；系统总是从有序到无序，而非相反。但在最新实验中，他们使用量子计算机，让时间“倒退”，正如桌子上散落的台球重回其最初的三角形排列的起点。

首席研究员、俄罗斯莫斯科物理科学与技术研究所（MIPT）量子信息物理学实验室负责人戈尔代·勒斯维吉博士说：“我们人为地创建了一种与热力学时间箭头反方向演进的状态。”

他们使用的是一台由电子“量子比特”（qubits）构成的量子计算机。量子比特是量子计算机的基本信息单位，由“1”“0”或这两者的混合“叠加”来描述。

在实验中，他们启动了一个“进化程序”，该程序使量子比特进入一种逐渐复杂的1和0不断变化的状态。在此过程中，量子比特失去了秩序，就像摆好的台球被撞击，散落各处一样。但随后，另一个程序修改了量子计算机的状态，使其“向后”演进，从混乱变为有序，这意味着量子比特重回初始状态。

研究人员发现，当使用两个量子比特时，“时间逆转”的成功率为85%；而当使用3个量子比特时，成功率下跌到50%。他们认为，随着所用设备的复杂程度不断提高，错误率有望下降。

他们同时表示，这项实验也有望促进量子计算机的开发。勒斯维吉说：“我们的算法可以更新，并用来测试为量子计算机编写的程序，消除噪音和错误。”（刘霞）