科學家聲稱用IBM的量子計算機實現了「時光倒流」

當紅的「量子計算」正在向我們展示一條如何繞過自然規律的離奇之路？

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 Lucy (Soundtrack From the Motion Picture)

Eric Serra 

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IBM的量子計算機。IBM

這個世界的大趨勢是越來越糟糕。覆水難收，破鏡難以重圓。宇宙只會朝著一個方向不斷發展——變得越來越混亂和沒有秩序。

這個趨勢有時候也被稱作「時間之箭」。宇宙走向混亂是一條基本定律——第二熱力學定律。這條定律認為，任何系統只會從有序走向無序，系統的混亂程度——也就是所謂的「熵」，永無下降之可能。

但是最近一些科學家卻聲稱，他們利用IBM簡易公共量子計算機中的程序，成功地反轉了時間之箭。

量子計算機是用量子比特來進行計算的。和普通計算機中的比特一樣，量子比特也有1和0兩個值，但不同的是，量子比特可以處於「疊加態」——意為其可以同時擁有1和0兩個值。它們遵循的是量子力學定律，與界限分明的日常世界情況截然不同。

科學家利用一個程序，將計算機中的兩個量子位同時設置為0。根據量子力學定律，隨著時間的自然流逝，這一秩序會被打破，兩個量子比特的值很快就會變成1和0中的任意一個。

但在另一個能夠讓計算機實現倒轉運行的程序控制下，再次運行第一個程序的結果是，有大約85%的概率，兩個量子比特的值能夠恢復到原先的雙0狀態。程序中最困難的部分，是如何讓計算機實現有效的倒轉運行。

科學家計算了自然狀態下，被隨機擾動的孤立電子恢復到原有量子狀態所需的時間，結果發現即使每秒鐘對100億個電子進行研究，得到一次結果所需的時間也會窮盡宇宙的一生。

實驗表明，雖然在自然狀態下極不可能，利用量子演算法卻可以演示如何反轉時間之箭。

在現實生活中，我們無法讓碎片復原成一面鏡子，因為世界總是趨向於無序。但是在量子計算機中，科學家卻能找到一條繞過這一規律，迫使無序變為有序的路子？

參閱：

Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer

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