时间“倒流”首次在量子计算机上实现

刘霞

据英国《独立报》近日报道，由美国、瑞士和俄罗斯科学家组成的一个国际科研团队，在《科学报告》杂志撰文称，他们首次借助一台量子计算机，逆转了“时间之箭”的方向。这一违背常识的突破性研究，可能会改变我们对统辖宇宙的机制和过程的理解，也有望促进量子计算机的发展。

研究人员称，热力学第二定律告诉我们，时间是线性的，只能沿一个方向运动;系统总是从有序到无序，而非相反。但在最新实验中，他们使用量子计算机，让时间“倒退”，正如桌子上散落的台球重回其最初的三角形排列的起点。

首席研究员、俄罗斯莫斯科物理科学与技术研究所（MIPT）量子信息物理学实验室负责人戈尔代·勒斯维吉博士说：“我们人为地创建了一种与热力学时间箭头反方向演进的状态。”

他们使用的是一台由电子“量子比特”（qubits）构成的量子计算机。量子比特是量子计算机的基本信息单位，由“1”“0”或这两者的混合“叠加”来描述。

在实验中，他们启动了一个“进化程序”，该程序使量子比特进入一种逐渐复杂的1和0不断变化的状态。在此过程中，量子比特失去了秩序，就像摆好的台球被撞击，散落各处一样。但随后，另一个程序修改了量子计算机的状态，使其“向后”演进，从混乱变为有序，这意味着量子比特重回初始状态。

研究人员发现，当使用3个量子比特时，“时间逆转”的成功率为85%;而当使用3个量子比特时，成功率下跌到50%。他们认为，随着所用设备的复杂程度不断提高，错误率有望下降。

他们同时表示，这项实验也有望促进量子计算机的开发。勒斯维吉说：“我们的算法可以更新，并用来测试为量子计算机编写的程序，消除噪音和错误。”

（选自《人民日报》2019年3月18日）

阅读练习

1.文章开头第一段起何作用？

2.阅读下面文中画线句子，回答括号中的问题。

（1）他们首次借助一台量子计算机，逆转了“时间之箭”的方向。这一违背常识的突破性研究，可能会改变我们对统辖宇宙的机制和过程的理解，也有望促进量子计算机的发展。（句中的加点词起何作用？）

（2）研究人员发现，当使用2个量子比特时，“时间逆转”的成功率为85%;而当使用3个量子比特时，成功率下跌到50%。他们认为，随着所用设备的复杂程度不断提高，错误率有望下降。（此句中运用了哪些说明方法，有何作用？）

3.请简述科学家是如何利用量子计算机实现时间“倒流”的。

4.你觉得时间“倒流”可以实现吗？结合文章内容谈谈你的看法。

（邹永进 设计）

《时间“倒流”首次在量子计算机上实现》参考答案：

1.開门见山指出是英国《独立报》作出的报道，美、瑞、俄三国科学家发文称时间“倒流”首次在量子计算机上实现，激发读者阅读兴趣，引出下文说明对象如何利用量子计算机研究时间“倒流”。  2.（1）“可能”表示量子计算机逆转“时间之箭”的方向这一研究改变人们对统辖宇宙的机制和过程的理解概率较大，但不是绝对的，体现了说明文语言的准确性。“有望”指出量子计算机逆转“时间之箭”的方向这一研究成果有促进量子计算机的发展的希望，但也不完全肯定，体现了说明文语言的准确性。（2）运用了作比较、列数字的说明方法，准确突出地说明了使用两个量子比特的“时间逆转”成功率比使用三个量子比特的成功率高许多。3. ①他们启动了一个“进化程序”，该程序使量子比特进入一种逐渐复杂的1和0不断变化的状态。②在此过程中，量子比特失去了秩序，就像摆好的台球被撞击，散落各处一样。③但随后，另一个程序修改了量子计算机的状态，使其“向后”演进，从混乱变为有序，这意味着量子比特重回初始状态。4. 示例一：我认为可以实现。科学家们使用量子计算机，用“进化程序”让量子比特失去秩序，再进而用另一程序让混乱变为有序，使时间向后演进，也即时间“倒退”。示例二：我认为不可以实现。科学家们使用量子计算机只能在实验中让量子比特使计算机中的时间“逆转”，但是绝不可能让时间真正倒流。