Ученые из Подмосковья заставили квантовый компьютер вернуться в прошлое

РИАМО – 13 мар. Ученые из МФТИ в Долгопрудном, США и Швейцарии заставили квантовый компьютер вернуться в прошлое на долю секунды, в ближайшее время специалисты планируют разработать более эффективные алгоритмы по «обращению времени», сообщает в среду РИА Новости.

«Это одна из серии работ, посвященных возможности нарушить второе начало термодинамики — закон физики, тесно связанный с различием между прошлым и будущим. Теперь мы подошли к проблеме с третьей стороны — мы искусственно создали такое состояние системы, которое само развивается в обратную с точки зрения второго начала сторону», — сказал Гордей Лесовик из Московского физтеха.

«Стрела времени» – одна из основ современной физики и космологии. Это значит, что время движется только в одном направлении и повернуть его вспять невозможно.

«С точки зрения физики это проявляется в том, что со временем неупорядоченность, хаотичность Вселенной (это состояние ученые называют энтропией) неуклонно растет. Этот принцип, который часто называют вторым законом термодинамики, считается нерушимым правилом, управляющим жизнью Вселенной на всех уровнях. И это же причина того, почему вечный двигатель никогда не станет реальностью», — добавляется в сообщении.

Ранее Лесовик и его коллеги выяснили, что второе начало термодинамики может нарушаться на квантовом уровне.

«Это открыло дорогу для создания квантового аналога знаменитого «демона Максвелла» — гипотетического существа, сортирующего быстрые и медленные молекулы», — добавляется в сообщении.

Позже российские ученые успешно реализовали эту идею. Они начали прорабатывать вопрос, можно ли воспользоваться свойствами квантового мира и разбить «демона Максвелла» на несколько частей, разнесенных на сравнительно большие расстояния. Эту задачу они решили в конце 2018 года.

Далее ученые решили проверить, может ли время самопроизвольно обернуться вспять хотя бы для одной частицы, чьим поведением управляют законы квантовой физики.

«В ходе эксперимента ученые просчитали, может ли электрон, находящийся в пустом пространстве, спонтанно вернуться на мгновение в прошлое. Для оценки местоположения частицы в конкретный момент времени они использовали уравнение Шредингера. Расчеты опирались на то, что положение частицы будет постепенно размазываться по пространству, подчиняясь «стреле времени», — поясняется в материале.

Выяснилось, что электрон действительно может спонтанно оказаться в прошлом – он возвращается в состояние, в котором находился некоторое время назад. Однако это может происходить очень редко. Ученые решили провести такую операцию вручную при помощи облачного квантового компьютера. Исследователи объединили два или три кубита (элементарные вычислительные модули и ячейки памяти квантовых машин), заполнили их определенным набором чисел и начали манипулировать содержимым так, что уровень хаоса в этой квантовой системе начал быстро расти.

«Когда энтропия достигла определенной точки, работой кубитов начала управлять другая программа, которая перевела их в такое состояние, что дальнейшая эволюция пошла в сторону не хаоса, а порядка. В результате кубиты на мгновение вернулись в исходное состояние», — добавляется в сообщении.

Теперь Лесовик и его коллеги намерены разработать более эффективные алгоритмы «обращения времени», которые будут работать быстрее и позволят манипулировать состоянием большего числа кубитов.