Учените създадоха квантов компютър, който “обръща времето”

Създаването на квантов компютър ще раздели човешката история на две епохи: преди и след.

Изследването изглежда противоречи на основните закони на физиката и може да промени нашето разбиране за процесите, които управляват вселената, съобщава The Independent.

Благодарение на използването на електрони и странния свят на квантовата механика в един дизайн, който представлява сериозен прогрес в нашето разбиране за квантовите компютри, изследователите са успели да върнат часовника в експеримент, който може да бъде сравнен с това как счупената пирамида от топчета се сглобява отново.

Всеки, който гледа компютъра, ще види събитието така, сякаш времето се е обърнало.

Изследователи от Московския физико-технологичен институт (МФТИ) и с подкрепата на колеги от Швейцария и САЩ очакват подобрения в технологиите, които с течение на времето ще станат по-надеждни и точни. Водещият изследовател д-р Гордей Лесовик, който оглавява Лабораторията по квантова информационна физика в МФТИ, каза:

“Ние изкуствено създадохме състояние, което се развива в посока, обратна на посоката на термодинамичната стрелка на времето.”

“Машината на времето”, описана в списание “Научни доклади”, се състои от елементарен квантов компютър, състоящ се от електронни кубити. Кубитът е единица информация, описана като “единица”, “нула” или смесена “суперпозиция” на двете състояния.

В експеримента стартира „еволюционна програма“, която кара кубитите да стават все по-сложни променящи се модели на нули и единици. По време на този процес редът беше изгубен – точно както се случва, когато топките започнат да падат в басейна.

Но тогава друга програма променя състоянието на квантовия компютър по такъв начин, че да се развива “назад”, от хаос до ред. Това означава, че състоянието на кубита се връща към първоначалната си начална точка.

Повечето закони на физиката работят в двете посоки, в бъдеще и в миналото. Ако видите например видеоклип за удрянето на билярдна топка в друга, а след това клипът бъде пуснат назад, физическите процеси имат смисъл и на физическото ниво ще бъде невъзможно да се знае кой път ще бъде правилен.

Но вселената има едно правило, което действа само в една посока: вторият закон на термодинамиката, който описва прехода от ред към безредие.

Ако например видите видеоклип, в който някой прекъсне перфектно организиран триъгълник от топчета в басейна, тогава пускането на клипа наобратно очевидно ще изглежда безсмислено.

Повечето от другите закони на физиката не пречат движещите се билярдни топки да се съберат в пирамида, разпиляващия се чай в чашата да се върне обратно в разкъсаното пакетнче или вулканът да „изригне“ наобратно.

Но тези явления не се спазват, тъй като те изискват изолираната система да приеме по-подредено състояние без външна намеса, което противоречи на втория закон. Характерът на този закон не е обяснен подробно, но изследователите са постигнали големи стъпки в разбирането на основните принципи, лежащи в неговата основа.

Новият експеримент сякаш ни представя един добре изчислен удар, който кара топките да се подреждат в пирамида.

Учените са открили, че при работа с два кубита, “обратното време” е постигнато с вероятност за успех от 85%. Когато, обаче, бяха включени три кубита, се появиха повече грешки, което доведе до 50% успех. Очаква се процентът на грешки да намалее, тъй като учените ще подобрят сложността на използваните устройства, заявиха изследователите.

Те вярват, че експериментът може да намери практическо приложение в развитието на квантовите компютри.

„Нашият алгоритъм може да бъде актуализиран и използван за тестване на програми, написани за квантови компютри и за премахване на шума и грешките“, каза д-р Лесовик.

Превод – Нина Жишева