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时间“倒流”首次在量子计算机上实现

2019-03-18 10:15 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。”

(责任编辑:王蔚)

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