据英国《独立报》近日报道，《科学报告》于3月13日刊登的一篇名为Arrow of time and its reversal on the quantum computer的文章称，借助量子计算机可逆转“时间之箭”。

“时间之箭”的概念源于热力学第二定律（又称“熵增定律”），这一定律的表述之一为：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。熵增定律表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小，也揭示了为什么时间之箭只能指向前方。

然而，文章作者之一、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Gordey Lesovik博士说：“我们已经人为地创建了一种与热力学时间之箭反方向演进的状态。”

研究人员在《科学报告》中描述的“时间机器”，是一台由电子“量子比特（qubits）”组成的初级量子计算机。量子比特是由“1”“0”或两者混合的“叠加”状态来描述的信息单位。

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”实验成功率高达85%，但当涉及到三个量子比特时，会产生更多错误，成功率下跌至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。

研究人员称，该实验对量子计算机的开发具有实际意义。

“我们的算法可以更新，并用于测试为量子计算机编写的程序，消除噪音和错误。”Lesovik博士表示。

文章来源：<https://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/news/time-reverse-quantum-computer-science-study-moscow-a8820516.html>
扩展阅读：<https://www.nature.com/articles/s41598-019-40765-6#Sec1>