Учёные повернули время вспять внутри квантового компьютера

Ученые из РФ, США и Швейцарии заставили квантовый компьютер переместиться на долю секунды в прошлое, тем самым «нарушив» второй закон термодинамики.

Одной из основ современной физики и космологии является концепция «стрелы времени», указывающей на то, что время в нашей вселенной движется в одном направлении (из прошлого в будущее) и «перемотать» его назад невозможно. Этот принцип ученые называют «вторым законом термодинамики», он считается нерушимым на всех уровнях вселенной.

Три года назад физик из Московского физтеха Гордей Лисовик и его коллеги обнаружили, что второе начало термодинамики может нарушаться на квантовом уровне. Ученые решили проверить, может ли время самопроизвольно обернуться вспять хотя бы для одной частицы, чьим поведением управляют законы квантовой физики.

Подсчеты показали, что электрон действительно может спонтанно оказаться в прошлом, вернувшись в то состояние, в котором он находился мгновение назад. Однако такие события, по словам Лисовика, могут происходить крайне редко, а то вовсе лишь один раз за всю историю существования вселенной, причем «перемотка» позволяет вернуться назад на 0,06 наносекунды.

Тогда ученые попробовали вернуть время вспять «вручную». Объединив два или три кубита, элементарных вычислительных модулей и ячеек памяти облачного квантового компьютера фирмы IBM, они заполнили их определенным набором чисел и начали манипулировать содержимым так, чтобы уровень хаоса в этой системе начал быстро нарастать. В определенный момент работой кубитов стала управлять другая программа, которая повела их от хаоса к порядку. В результате этого кубиты на мгновение вернулись в свое исходное состояние.

По словам физиков, подобная процедура завершалась успехом в 80% случаев для двух ячеек памяти, и только в половине случаев попыток для 3-х кубитов. Это не было связано с необъяснимыми причинами, причина — в ошибках самого компьютера.

Теперь команда Лисовика начнет работу над более эффективными алгоритмами «обращения времени», которые позволят манипулировать состоянием большего количества кубитов.

* * *