Nghiên cứu đột phá: Giới khoa học "đảo ngược thời gian" với phương pháp không ngờ

4,33
5.388

Chúng tôi đã tạo ra một trạng thái nhân tạo phát triển theo hướng ngược lại với trạng thái của mũi tên nhiệt động thời gian, nhà nghiên cứu nói.

Các nhà khoa học đã đảo ngược hướng thời gian với một máy tính lượng tử. Nghiên cứu đột phá dường như mâu thuẫn với các định luật vật lý cơ bản và có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về các quá trình chi phối vũ trụ, theo Independent.

Trong quá trình phát triển thể hiện bước tiến lớn của hiểu biết con người về máy tính lượng tử, bằng cách sử dụng các electron và thế giới kỳ lạ của cơ học lượng tử, các nhà nghiên cứu có thể "quay ngược thời gian" trong một thí nghiệm được hình dung như khiến các quả bóng bi-a trở lại vị trí ban đầu.

Các nhà khoa học "đảo ngược thời gian" với máy tính lượng tử. (Ảnh minh họa: Fossbytes).

Bất cứ ai chứng kiến cũng sẽ thấy sự kiện như thể thời gian đã quay ngược. Các nhà nghiên cứu từ Viện Vật lý và Công nghệ Moscow (MIPT), được các đồng nghiệp ở Thụy Sĩ và Mỹ giúp đỡ, hy vọng kỹ thuật này sẽ được cải thiện, trở nên đáng tin cậy và chính xác hơn theo thời gian.

"Cỗ máy thời gian" được mô tả trong tạp chí Science Reports bao gồm một máy tính lượng tử thô sơ, được tạo thành từ các electron "qubits" (bit lượng tử).

Trong thử nghiệm, một chương trình tiến hóa được đưa ra khiến cho các qubit trở thành một mô hình thay đổi ngày càng phức tạp.

Trong quá trình này, trật tự bị mất đi, giống như khi các quả bóng bi-a bị đánh rải rác ra khắp bàn. Nhưng sau đó, một chương trình khác sửa đổi trạng thái của máy tính lượng tử theo cách khiến nó biến đổi ngược trở lại, từ hỗn loạn thành có trật tự. Nghĩa là trạng thái của các qubit được quay lại điểm xuất phát ban đầu.

Hầu hết các định luật vật lý hoạt động cả hai chiều, tương lai và quá khứ. Ví dụ, nếu bạn thấy video của một quả bóng bi-a đụng vào một quả bóng khác, và đảo ngược video đó, cả hai video đều trông có nghĩa và ở cấp độ vật lý sẽ không thể biết được cái nào là "thật".

Tuy nhiên, vũ trụ có quy tắc chỉ đi theo một "chiều". Định luật thứ hai của nhiệt động lực học, mô tả sự tiến triển từ trạng thái trật tự sang rối loạn. Ví dụ, nếu bạn thấy một video về việc ai đó phá vỡ một hình tam giác các quả bóng bi-a đang sắp xếp hoàn hảo thành một mớ hỗn độn, thì video xem ngược sẽ trở nên vô nghĩa rõ ràng.

Thí nghiệm mới giống như cho bàn bi-a một gậy được tính toán hoàn hảo đến nỗi, những quả bóng lăn trở lại thành một kim tự tháp có trật tự. Các nhà khoa học nhận thấy, làm việc chỉ với 2 qubit, thời gian đảo ngược đạt được tỷ lệ thành công là 85%. Khi 3 qubit tham gia, nhiều lỗi xảy ra hơn, dẫn đến tỷ lệ thành công 50%. Tỷ lệ lỗi dự kiến sẽ giảm khi họ cải thiện độ tinh vi của các thiết bị được sử dụng, các nhà nghiên cứu đằng sau phát hiện này cho biết.

Thí nghiệm có thể có ứng dụng thực tế trong việc phát triển máy tính lượng tử. Tiến sĩ Lesovik nói thuật toán có thể được cập nhật và sử dụng để kiểm tra các chương trình được viết cho máy tính lượng tử và loại bỏ yếu tố nhiễu và lỗi.