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摘要：而量子计算机可以让我们对模拟的量子系统进行大量的控制。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推移像池塘中的波纹一样展开。然后，他们在量子计算机中编写了一个算法，该算法逆转了波函数每一个分量的时间演化，实质上是将波动拉回到产生波动的粒子中。研究人员说，系统的复杂性可能随着第三量子位的增加而增加，这使得量子计算机更难保持对系统各个方面的控制。
时间朝一个方向前进：向前。小男孩变老，而不是相反；茶杯破碎，但从来没有自发地重新组合。宇宙的这种残酷而不可改变的特性，被称为“时间之箭”，从根本上说，是热力学第二定律的结果，它规定，随着时间的推移，系统总是会变得更加无序。但是最近，来自美国和俄罗斯的研究人员已经将这个箭头稍微弯曲了一点——至少对于亚原子粒子来说是这样。
在星期二（3月12日）发表在《科学报道》杂志上的一项新研究中，研究人员使用一个由两个量子粒子组成的非常小的量子计算机来操纵时间之箭，称为量子比特，进行计算的。[扭曲的物理学：7个令人震惊的发现]
在亚原子尺度上，量子力学的奇数法则在这里起着支配作用，物理学家通过一种叫做波函数的数学结构来描述系统的状态。这个函数是系统可能处于的所有可能状态的表达式——即使是粒子，它可能处于的所有可能位置——以及系统在任何给定时间处于这些状态的概率。一般来说，随着时间的推移，波函数会展开；如果你等待一小时，粒子可能的位置会比你等待5分钟的位置更远。
取消波函数的展开就像试图将溢出的牛奶放回瓶子里一样。但这正是研究人员在这项新实验中所完成的。
“基本上不可能单独发生这种情况，”伊利诺伊州阿贡国家实验室的物理学家、首席研究员瓦莱里维诺库尔（Valerii Vinokur）对《现场科学》（Live Science）说就像那句话，如果你给猴子一台打字机和很多时间，他可能会写莎士比亚。“换言之，这在技术上是可能的，但不太可能，这也可能是不可能的。”
科学家是如何使基本上不可能的事情发生的？悉尼大学物理学教授斯蒂芬·巴特利特在接受《现场科学》采访时说：“通过仔细控制实验，你真的需要大量的控制才能使茶杯的所有碎片重新组合起来。”。巴特利特没有参与这项研究。”为了做到这一点，你必须对系统进行大量的控制……而量子计算机可以让我们对模拟的量子系统进行大量的控制。
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推移像池塘中的波纹一样展开。然后，他们在量子计算机中编写了一个算法，该算法逆转了波函数每一个分量的时间演化，实质上是将波动拉回到产生波动的粒子中。他们在不增加熵的情况下完成了这一壮举，或者说在宇宙中的其他地方出现了混乱，似乎是在挑战时间之箭。
这是否意味着研究人员制造了一台时间机器？他们违反了物理定律吗？这两个问题的答案都是否定的。热力学第二定律说，宇宙的秩序必须随着时间的推移而减少，但不是说在非常特殊的情况下，它永远不会保持不变。这个实验足够小，足够短，并且控制得足够好，以至于宇宙既没有获得也没有失去能量。
“一旦它们被创造出来，在池塘上发回波浪是非常复杂和复杂的，”维诺库说，“但是我们看到，在量子世界，在一个非常简单的情况下，这是可能的。”，当他们使用量子计算机给他们的控制来撤销时间的影响时，是有可能的。
在运行程序之后，系统在85%的时间内恢复到原来的状态。然而，当引入第三个量子位时，实验只成功了50%。研究人员说，系统的复杂性可能随着第三量子位的增加而增加，这使得量子计算机更难保持对系统各个方面的控制。m、 没有这种控制，熵就无法控制，因此时间反转是不完美的。尽管如此，Vinokur还是对更大的系统和更大的量子计算机进行了下一步的研究，“他告诉Live Science。”KDSPE“KDSPs”“这项工作对物理学的基础是一个很好的贡献”，新罕布什尔州达特茅斯学院物理学教授James Whitfield说，他没有参与这项研究，他告诉Live Science。它提醒我们，并非所有的量子计算应用都必须面向应用才能有趣。
“这正是我们建造量子计算机的原因，”巴特利特说这是量子计算机可以让我们模拟现实世界中不应该发生的事情的证明。
物理学中最大的未解之谜18次量子粒子让我们震惊那是什么？你的物理问题回答了，最初发表在《生活科学》杂志上
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