宇宙正在变得混乱。就像打碎的玻璃杯或拍打到岸边的海浪一样,宇宙的混乱只能朝一个方向发展——走向更多的混乱和无序。但科学家们认为,至少对于单个电子或最简单的量子计算机而言,他们可能能够让时间倒流,并恢复秩序。这并不意味着我们很快就能见到恐龙或拿破仑,但对于物理学家来说,时间可以倒流这个想法仍然是一件大事。
通常情况下,宇宙走向无序的趋势是一条基本定律:热力学第二定律。它更正式地说明,任何系统只能从有序向无序移动,系统的混乱或无序——即熵——永远不会减少。但由莫斯科物理技术学院的研究人员领导的国际科学家团队认为,他们可能发现了这个定律的一个漏洞。
计算能力
在他们的实验中,科学家们使用了IBM的简易公共量子计算机程序,该程序使用了两个量子比特——与常规计算机的比特(只能是0或1)一样,量子比特也能处于一种称为叠加态的状态,即同时是0和1。通过这种方式,它们遵循量子力学的定律,而量子力学定律不像人类所处的经典世界那样清晰明确。
科学家们设置了计算机,使两个量子比特都为0。根据量子定律,时间的自然流逝会导致计算机失去这种有序状态,使其量子比特很快处于0、1或两者混合的随机组合状态。但是,科学家们也可以通过运行他们的简易2量子比特计算机上的程序来实现这一点。
然后,科学家们运行了另一个程序,该程序指示计算机“向后”运行。之后,他们再次运行了第一个程序,并在大约85%的时间里成功恢复了原始的零零状态。他们于3月13日在《科学报告》上发表了他们的研究结果。
程序中最棘手的部分是让计算机“向后”运行,实际上是让时间倒流。科学家们通过隔离单个电子并计算宇宙中的随机扰动需要多长时间才能产生这种效应来“在野外”研究这一点。他们发现,即使他们每秒研究100亿个电子,也需要宇宙的寿命才能发生一次这样的现象。
这就是为什么你永远不会看到一把玻璃碎片扔到地上,然后它们跳起来形成一面完整的镜子,而一个掉落的镜子几乎总是会碎成许多片。系统总是倾向于无序。
但是,通过量子计算机程序强制使有序从无序中产生,科学家们可能找到了绕过这个基本物理定律的方法。














