2019年3月28日

時間能倒流? 或許不再是天方夜譚!

(Pixabay)
時光倒流似乎是癡人說夢的幻想,但近日來自美國阿貢實驗室(Argonne National Laboratory)研究團隊於《科學報告》(Scientific Reports)發布研究指出,其利用量子電腦技術,成功地使時光倒流,更挑戰了熱力學第二定律一直以來難以被撼動的地位。

直觀來說,時間猶如一支不會回頭的箭矢,舉例而言,撞球檯上的撞球在碰撞後紛飛四散;或是在清澈的杯水中,滴入一劑顏料,自此顏料在水中擴散,直到整杯清水完全變得混濁。正常的狀況下,不論是被撞擊過後的撞球或是滴入水中的顏料都不會再回復至最初始的狀態,即熱力學第二定律:一個孤立系統中的「熵(entropy)」值會不斷增加,代表系統中的亂度會持續增加而不可逆。

研究團隊利用IBM量子電腦中的量子位元(qubit)進行運算,這種系統具有疊加(superposition)的狀態,不同於傳統電腦的二進位0與1,具有更強大的運算能力。實驗過程中,團隊將電子進行標記,在量子電腦進行量子位元疊加運算時,電子的秩序將會消失,電子如同撞球般四散。後續研究團隊啟動另一項電腦程式,將所有的電子「歸位」。研究人員表示,這項結果猶如時間倒流,將人工方式創造一個與時間進程相反的狀態。但此研究仍有限制,量子電腦需在一個超級系統(supersystem)中運行才能有如此的結果產生。

目前實驗中利用2個量子位元,其成功率可達85%。或許這項研究未來能給科幻迷一個實現穿越時空的想像藍圖。

G. B. Lesovik et al., Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer, Scientific Reports, 2019.

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