来源:人工智能学习网2019-03-16 09:16:44 热度:

打造哆啦A梦的时光机,科学家用IBM量子电脑办到了

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打造哆啦A梦的时光机,科学家用IBM量子电脑办到了

现在透过IBM的量子电脑,已经成功完成时光倒转的实验,或许未来乘着哆啦A梦的时光机,将不再只是遥不可及的想像。

 

如果有了时光机,你最想回到人生的哪一个当下?

 

穿越时空除了是许多电影、小说的热门题材,更是科学家一直想突破的目标。现在透过IBM的量子电脑,已经成功完成时光倒转的实验,或许未来乘着哆啦A梦的时光机,将不再只是遥不可及的想像。

 

时间像一条单行道,量子运算能改变对时间的认知

 

这项由莫斯科物理技术学院(MIPT)所做的实验,成功挑战热力学的第二定律,也就是热力传播过程不可逆的特性。

打造哆啦A梦的时光机,科学家用IBM量子电脑办到了

▲当排成三角形的台球被白球打散后,将不会再回到原本的状态。

 

时间就像一条单行道,就是所谓「时间之箭(arrow of time)」的概念,意思是原因必然发生在结果之前。这可以用打台球的情境想样,当排成三角形的台球被白球打散后,将不会再回到原本的状态;打水漂也是一样的道理,把手中的石头往水面上丢掷后,石头会朝施力方向前进形成涟漪,并不会在过程中重新回到手中,就像人类不可能返老还童一样。

但是量子力学与传统物理完全不同,在强大的运算能力下,可能会发生因果不对称的结局,极有可能改变世界你我对於时间的认知,既定的法则将可以被打破。

机率达85%,让时间顺序消失於无形

 

为了营造时光倒流的环境,研究人员的秘密武器就是IBM的量子电脑技术。简单来说,实验人员在量子电脑控制的环境下,可以让被打乱顺序的电子,回到被打乱前的位置与状态,就好像能让丢掷出去的石头,按照原先的路径重新回到丢掷者的手中一样。

 

一般电脑(包括桌机、笔电、平板、智能型手机)都采用二进制制的计算单位「位元(bit)」,意思是0与1的二分法,一次只会出现0或是1单一种状态,也就是「yes/no」形式;量子电脑则采用「量子位元(qubit)」,这种计算方式有「叠加(superposition)」特性,可以同时出现0与1,产生00、01、10、11的叠加状态,也就是「yes/no/both」形式。

 

正因为量子物理定律可以允许同时出现多个状态,在面对相对复杂的问题时,量子电脑一直被认为,拥有比传统电脑更快解决问题的能力。

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▲研究报告中指出,如果在实验中使用 2 个量子位元(Qubit),能够「扭转时间」的机率就高达85%。

 

为了在实验中能够观察电子归位的状况,科学家会先标记电子在环境中的位置,接着会让电子被打散,透过量子电脑改变环境特性,0与1之间的叠加不断改变状态,所谓的「顺序」将消失於无形,最后再透过程序的设定,让量子位元的状态回到最初的样貌。

 

参与这项研究的 Gordey Lesovik博士表示:「从旁观者角度来看,时间就像向后倒退一样,我们用人工方式,做出了一个跟时间之箭(arrow of time)相反的状态。」

 

科学家表示,除非是透过像量子电脑这类的超级系统(Supersystem)控制环境,否则在一般正常的状态下,物体不太可能做到扭转时间顺序。研究报告中指出,如果在实验中使用 2个量子位元(Qubit),能够「扭转时间」的机率就高达85%,未来若能持续提升机率,或许离「时光机」问世的那天也就不远了。

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