时间朝一个方向发展：前进。小男孩成为老人，反之亦然。茶杯破碎，但从未自发重新组装。宇宙的这种残酷且不变的财产称为“时间的箭头”，从根本上是热力学的第二定律，这表明随着时间的流逝，系统总是会变得更加混乱。但是最近，来自美国和俄罗斯的研究人员弯曲了箭头，至少对于亚原子颗粒。
在周二（3月12日）发表的新研究中科学报告，研究人员使用由两个量子粒子（称为Qubits）制成的非常微小的量子计算机来操纵时间的箭头，这些量子计算得出。 [扭曲的物理：7个令人振奋的发现这是给出的
在亚原子量表上，其中的奇数规则量子力学保持摇摆，物理学家通过称为波函数的数学结构来描述系统的状态。此函数是系统可能处于的所有可能状态的表达（即使在粒子的情况下，也可能存在的所有可能位置），并且系统在任何给定时间都处于这些状态中的任何一个。通常，随着时间的流逝，波函数散布了。如果您等待一个小时，那么粒子的可能位置可能比等待5分钟。
消除波浪功能的扩散就像试图将溢出的牛奶放回瓶中。但这正是研究人员在这项新实验中所取得的成就。
伊利诺伊州Argonne National Laboratory的物理学家Valerii Vinokur首席研究员Valerii Vinokur对Live Science表示：“基本上没有机会自己发生这种情况。” “就像那样的话，如果你给猴子一个打字机和很多时间，他可能会写莎士比亚。”换句话说，这在技术上是可能的，但不可能是不可能的。
科学家如何使基本上的不可能发生？通过仔细控制实验。
悉尼大学物理学教授斯蒂芬·巴特利特（Stephen Bartlett）告诉《现场科学》：“您确实需要大量的控制才能使所有破碎的茶杯又回到一起。”巴特利特没有参与这项研究。 “您必须对系统进行大量控制，以使其这样做……而量子计算机是使我们可以对模拟量子系统进行大量控制。”
研究人员使用量子计算机模拟单个粒子，其波函数随着时间的流逝像池塘中的波纹一样散布。然后，他们在量子计算机中编写了一种算法，该算法逆转了波函数的每个组件的时间演变，从本质上将涟漪拉回创建它的粒子中。他们完成了这一壮举不增加熵或无序在宇宙的其他地方，似乎无视时间的箭头。
这是否意味着研究人员做了时间机器？他们违反了物理定律吗？答案对这两个问题都不是。热力学的第二定律说，宇宙的顺序必须随着时间的流逝而减小，但在非常特殊的情况下它永远不会保持相同。而且该实验足够小，足够短，并且受到了足够的控制，以至于宇宙既没有获得也没有能量。
Vinokur说：“在池塘返回池塘上的波浪是非常复杂且复杂的。换句话说，当他们使用量子计算机给予的控制释放效果时，有可能。
运行程序后，该系统在85％的时间返回其原始状态。但是，当引入第三个量子位时，该实验仅在50％的时间内成功。研究人员说，系统的复杂性可能随着第三个量子的增加而增加，这使得量子计算机难以保持对系统各个方面的控制。如果没有该控制，就无法检查熵，因此时间逆转是不完美的。 Vinokur告诉Live Science，他们仍在为更大的系统和更大的量子计算机提供更大的量子计算机。
“这项工作对物理基础是一项很好的贡献，”新罕布什尔州达特茅斯学院物理学教授詹姆斯·惠特菲尔德（James Whitfield）不参与该研究，他告诉Live Science。 “这提醒我们，并非所有量子计算的应用都必须以应用程序为导向。”
巴特利特说：“这正是我们正在构建量子计算机的原因。” “这是一个证明，量子计算机可以使我们能够模拟现实世界中不应该发生的事情。”
最初出版现场科学。
