真的实现时间倒转了?科学家利用量子计算机把
时间倒流,这一科幻小说中的强大技术,一直以来都被广大读者所津津乐道。现实中的科学家们却认为这种神技可能并不存在。因为按照热力学的定律,时间只会朝着一个固定的方向前进。
在宇宙中,有一种名为“熵”的存在,它的数量只会不断增加。茶杯破碎,青春不再,这些都是熵增的体现。而一旦熵增发生,就无法回溯。这种宇宙的性质被称之为“时间之箭”,它是热力学第二定律的结果。这一定律告诉我们,随着时间的推移,系统总是趋向于变得更加无序。
最近一项突破性的研究却在科学界掀起了一场轩然大波。这项研究似乎完全颠覆了我们对时间的认知!来自美国和俄罗斯的研究人员发现,时间箭头可以被稍稍弯曲,至少在亚原子粒子的层面上是这样。
在这项历史性的研究中,科学家们使用非常小的量子计算机来操纵时间之箭。在亚原子尺度上,量子力学的奇异规则占据主导地位。物理学家们通过一个称为波函数的数学结构来描述系统的状态。而科学家的创新之处在于,他们使用量子计算机强制撤销波函数的传播,就像把溢出的牛奶放回瓶子一样。
伊利诺斯州阿贡国家实验室的物理学家、首席研究员瓦莱里维诺库尔表示,这种情况基本上不可能单独发生,就像一只猴子在长时间内随机敲击打字机可能会写出一本莎士比亚著作一样,虽然技术上可能,但概率极小。
那么,科学家们是如何让不可能的事情发生的呢?悉尼大学的物理学教授斯蒂芬巴特利特称,其实就是“专注”。要想让茶杯里的碎片重新聚在一起,需要极大的控制力。而量子计算机可以让我们对模拟的量子系统拥有很大的控制力。
研究人员使用量子计算机模拟单个粒子,模拟其波函数如何随着时间扩散。然后,他们编写了一种可以逆转波函数中每一个单独成分时间演化的算法。这个过程在没有增加熵的情况下完成,似乎违背了时间之箭。
这是否意味着研究人员制造了一台时间机器?是否违反了物理定律?答案都是否定的。科学家表示,这个实验在非常特殊的情况下进行,宇宙的秩序不一定会随着时间的推移而下降。这个实验足够小、足够短、足够控制,使得宇宙既没有获得也没有失去能量。
科学家称,将波浪送回源是非常复杂和复杂的,但在量子世界中这是可能的。当他们使用量子计算机给他们的控制来撤销时间的影响时,这是可能的。实验的成功率并不是100%,当引入更多的变量和更复杂的系统时,控制难度会增加。
尽管面临挑战,维诺库表示这项研究对物理学的基础做出了重要的贡献。量子计算机让我们可以模拟现实世界中不应该发生的事情,而这正是科学的魅力所在。他们的下一步目标是更大的系统和更大的量子计算机。这项研究为我们打开了一扇通向未知世界的大门,让我们对未来的发展充满期待。