Исследование, кажется, противоречит основным законам физики и может изменить наше понимание процессов, управляющих вселенной, сообщает The Independent.
Благодаря использованию электронов и странного мира квантовой механики, в разработке, которая представляет собой серьезный прогресс в нашем понимании квантовых компьютеров, исследователи смогли повернуть время вспять в эксперименте, который можно сравнить с тем, как разбитая пирамида шаров собирается назад.
Любой, кто смотрит на компьютер, увидит событие так, как будто время повернуло вспять.
Исследователи — из Московского физико-технического института (МФТИ) и при поддержке коллег из Швейцарии и США — ожидают улучшения техники, которая со временем станет более надежной и точной. Ведущий исследователь доктор Гордей Лесовик, возглавляющий Лабораторию физики квантовой информации в МФТИ, сказал:
«Мы искусственно создали состояние, которое развивается в направлении, противоположном направлению термодинамической стрелки времени».
«Машина времени», описанная в журнале Scientific Reports, состоит из элементарного квантового компьютера, состоящего из электронных кубитов. Кубит — это единица информации, описываемая как «единица», «ноль» или смешанная «суперпозиция» обоих состояний.
В эксперименте была запущена «программа эволюции», которая заставила кубиты становиться все более и более сложным изменяющимся шаблоном нулей и единиц. Во время этого процесса порядок был потерян — так же, как это происходит, когда шары пула попадают в кий.
Но затем другая программа изменила состояние квантового компьютера таким образом, что он эволюционировал «назад», от хаоса к порядку. Это означало, что состояние кубитов было возвращено к исходной отправной точке.
Большинство законов физики работают в обоих направлениях, в будущем и в прошлом. Если вы видите, например, видео о бильярдном шаре, врезающемся в другой, а затем перематываете это же видео, физические процессы имеют смысл, и на уровне физики будет невозможно узнать, какой путь будет правильным.
Но у вселенной есть одно правило, которое действует только в одном направлении: второй закон термодинамики, который описывает переход от порядка к беспорядку.
Если вы, например, видели видео, где кто-то разбивает идеально организованный треугольник шаров пула в беспорядок, то перемотка назад, очевидно, будет выглядеть бессмысленной.
Большинство других законов физики не препятствуют тому, чтобы катящиеся бильярдные шары собирались в пирамиду, настоянный чай стекал обратно в чайный пакетик или вулкан не «извергался» наоборот.
Но эти явления не наблюдаются, поскольку они требуют, чтобы изолированная система принимала более упорядоченное состояние без какого-либо вмешательства извне, что противоречит второму закону. Природа этого закона не была подробно объяснена, но исследователи добились больших успехов в понимании основных принципов, лежащих в его основе.
Новый эксперимент походит на то, чтобы сделать такой отлично рассчитанный удар, что шары откатились в упорядоченную пирамиду.
Ученые обнаружили, что при работе всего с двумя кубитами «обращение времени» было достигнуто с вероятностью успеха 85%. Когда были задействованы три кубита, возникало больше ошибок, что приводило к 50-процентному успеху. Ожидается, что частота ошибок снизится, поскольку ученые улучшат сложность используемых устройств, заявили исследователи.
Они считают, что эксперимент может найти практическое применение при разработке квантовых компьютеров.
«Наш алгоритм может быть обновлен и использован для тестирования программ, написанных для квантовых компьютеров, и устранения шума и ошибок», — сказал доктор Лесовик.
Первый шаг к машине времени?
