Подобно разбивающемуся на куски стеклу или волне, разбивающейся о берег, беспорядок Вселенной может двигаться только в одном направлении — к еще большему хаосу и беспорядку. Но ученые считают, что, по крайней мере, для одного электрона или простейшего квантового компьютера они могут повернуть время вспять и навести порядок в хаосе. Это не значит, что мы будем встречаться с динозаврами или с Наполеоном в ближайшее время, но для физиков идея о том, что время может идти в обратном направлении, все еще довольно важна.
Обычно стремление Вселенной к беспорядку является фундаментальным законом: вторым законом термодинамики. Более формально говорится, что любая система может переходить только от более упорядоченной к менее упорядоченной, и что хаос или беспорядок системы — ее энтропия — никогда не уменьшится. Но международная команда ученых во главе с исследователями из Московского физико-технического института считает, что они, возможно, обнаружили лазейку.
Вычислительная мощность
В своем эксперименте ученые использовали простую общедоступную квантовую компьютерную программу IBM, в которой используются два кубита — две единицы, которые, как и обычный компьютерный бит, могут быть равны единице или нулю. Но в отличие от обычных компьютерных битов, кубиты могут также принимать форму, называемую суперпозицией, где они одновременно равны единице и нулю. Таким образом, они следуют законам квантовой механики, которые менее ясны.
Ученые установили компьютер так, чтобы оба кубита были нулями. Согласно квантовым законам, простой ход времени приведет к тому, что компьютер выйдет из этого порядка, так что кубиты скоро окажутся в случайном наборе единиц, нулей или и тех, и других. Но ученые также могут заставить это произойти, запустив программу на своем простом 2-кубитовом компьютере.
Затем ученые запустили другую программу, которая приказывает компьютеру запускать действие "назад". Затем они снова запустили первую программу и смогли восстановить свое исходное состояние с двумя нулями примерно в 85% случаев.
Сложная часть программы говорит компьютеру, чтобы он работал задом наперед, эффективно отводя время назад. Ученые исследовали это "в дикой природе", выделив один электрон и рассчитав, сколько времени потребуется случайным возмущениям во вселенной, чтобы вызвать такой эффект. Они обнаружили, что, даже если бы они изучали 10 миллиардов электронов каждую секунду, для такого явления, которое произошло бы всего один раз, потребовалось бы все время жизни Вселенной.
Вот почему вы никогда не уроните горстку стеклянных осколков и увидите, как они собираются обратно, образуя непрерывное зеркало. Система всегда будет стремиться к беспорядку.
Но, заставляя порядок восстать из беспорядка с помощью квантовой компьютерной программы, ученые, возможно, нашли способ обойти этот основной физический закон.
Фото: pavlonews.info