顛覆熱力學第二定律!物理學家用 IBM 量子電腦讓「時間倒回」了

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你相信時間可以倒轉嗎?日前一份科學期刊上的報告指出,莫斯科、美國、紐西蘭研究團隊成功讓「電子」在被打亂後自動回到被打亂前的情況。也就是說,電子的時間被倒轉了。

熱力學的第二定律受到挑戰,這實驗怎麼執行?

實驗是這樣操作的。首先,研究人員標記電子於環境內的位置,以確保實驗後能檢查電子歸位情形。之後,電子會被一股力量打散,他們會依照熱力學的原理開始移動直到動能耗盡,拿研究人員類比的例子來說,就是三角形的撞球群被白球打散了。接下來就是重點了,研究人員會更改量子電腦的特性,要求電子回到原本的位置與狀態,就好像電影裡時光回溯一樣。最後再進行第二輪測試,再次將電子打散,讓他們回到歸位前的位置。

報告傳送門: 點這

報告發布後不到一天就引來海外學者大肆討論,因為實驗本身直接挑戰了熱力學的第二定律,也就是熱力傳播過程的不可逆特性。以打水漂為例,當人把手中的石頭往水上丟,石頭會往施力方向前進打出多個漣漪,絕對不會中途停止轉回你的手上。而這場量子實驗做到的就是讓扔出去的石頭,在量子電腦控制的環境下,從水面依照原先經過的順序回到你的手掌上。

圖片來自:@tsarcyanide/MIPT

不到一秒的時間倒回,是量子電腦的一大步

然而,因為量子電腦一個位元同時可以是 0 或是 1 個特性,目前只有量子電腦有辦法成功完成時光倒轉的實驗。研究團隊在報告中寫到,除非是透過超級系統控制環境(Supersystem,即透過量子電腦控制各種因素),不然在普通情況下,物體不太可能主動的做到時光倒轉。

研究結果更指出,當實驗只涵蓋 2 個量子位元(Qubit),時光倒回的成功率高達 85%,但當涵蓋 3 個量子位元,複雜度提高便讓成功度降低至 50%。且實驗目前只能倒回不出 1 秒的現實。

聽到這,你還覺得時光儀器是個遙不可及的夢想嗎?就算近期內技術無法成熟,因為時間回溯的實驗,我們對量子電腦的技術應用又更近一步了!

參考資料來源:

  1. 《Geek》:〈Scientists Pull a ‘Doctor Who’ and ‘Reverse Time’ With Quantum Computer
  2. 《Phys.org》:〈Physicists reverse time using quantum computer
  3. 《CTV News》:〈Scientists claim to have ‘reversed time’ with quantum computer

(本文提供合作夥伴轉載,首圖來源:Pixabay, CC Licensed。)

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