霍金去世一周年,科学家称"逆转时间"成功!时间旅行能成真?

2019年03月14日 01:01 华闻派

明天(3月14日),正好是霍金逝世一周年的日子。

霍金生前曾做过一个著名的实验,他举行了一场派对,邀请未来的人类通过时间旅行来他家参加派对。不过,霍金在派对结束后才寄出请柬。可是聚会当天并没有任何人来敲门参加聚会。霍金将这场派对视为一项实验,证明时间旅行不可能实现。

▲霍金举办的时间旅行者宴会,没有人赴约

但是就在今天,据英国《独立报》报道,来自莫斯科物理技术学院(Moscow Institute of Physics and Technology)的科学家们声称,他们成功建造出了“时间机器”——通过量子计算机,成功地将量子比特(一节微小的数据)往“时间之箭”(Time’s arrow)的反方向,移动了比一秒还短的时间。

▲《独立报》报道俄罗斯科学家声称逆转了时间

很多人和华闻君一样此刻是一脸懵:霍金刚离开人世一年,我们突然就能做到时间旅行了吗?这是否意味着时间旅行已经实现了呢?

设想你现在正在打台球:开球前所有的球都按顺序摆成了一个三角形,而“量子比特”(Qubit)就是其中的一个球。它可以是任一颜色(Order),也可以在各种颜色中不停跳跃,形成“无序”(Chaos)状态。科学家们做的这个实验,就相当于一杆打过去,让球四下散开,变得不可控制,然后再让它们“逆转时间”,重新聚拢,排列成了最开始的三角形。这意味着量子比特回到了原始状态。(文科生出身的华闻君已经尽量去理解了,也欢迎懂行的读者来讲解一下)

▲英媒报道“时间逆转”时以打台球进行讲解

可这只做到了“逆转”一秒钟的很小一部分,并无法实现打完一局台球,再把所有球都变回原状。那么这样也算真的“时间旅行”吗?

在霍金去世7个月之后,在遗作《大问题的简答》(Brief Answers to Big Questions)中,他写道:“根据我们目前的理解,不能排除快速太空旅行和时光倒流的可能性。”这表明他对时间旅行的态度似乎是谨慎乐观的。

英国约克大学(University of York)数学系的教授Henning Bostelmann评论说:“可能对于科幻迷来说有些失望,但是我认为应该指出,这个成果并不意味着人类可以回到过去,或者是逆转因果链。我们需要一个更大的量子计算机去做这个实验。”

不过,实际参与实验的研究者们有不同意见。在他们看来,这一研究成果表明他们可以正式挑战热力学第二定律。

稍微暂停一下:这又是一个什么定律呢?它是热力学三条基本定律之一,表述热力学过程中的不可逆性。实际上可以解释从过去到未来,宇宙发生的大大小小的事情:为什么我们的手机、电脑需要充电?为什么太阳的能量有一天会耗尽?等等。

这条定律给事物的可能性做出了限制:万物总有一天会消亡,能量不可能在一个封闭的循环中从有到无,再从无到有。爱迪生当年想要建造的“永动机”也因此永远不可能实现。

而在这场台球比赛中,球成功地回到了原来的稳定状态。如果不满意球散开的路线,此刻我们有了重新开局的机会。改变的不仅仅是简单的台球规则,而是颠覆了人类对于整个宇宙的理解。

但这毕竟不是斯诺克,科学家们的台球技术并没有想象中那么好。他们用两个量子比特做实验时,成功率达到了85%,但用到三个之后错误就不断增多,成功率仅为50%。

就像球打不好的话就怪球杆,Lesovik博士表示:“如果我们的算法可以不断更新,并用在量子计算机的测试上,我们就可以减少误差。”

而这个“球杆”——量子计算机(Quantum Computer),到底是什么呢?简单点来说,传统计算机是放在盒子里的一只猫,等打开盒子前,我们无法得知猫是死还是活。如果说“死”是0,“活”是1,我们所用的计算机就是基于这样的二进制算法。

而对于量子计算机来说,它的基本信息单位为量子比特。除了死和活,它还存在第三种形态,即打开箱子前两者是共存的。因此,它可以进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息

现阶段电子科技巨头谷歌、IBM、因特尔都在重点研究量子计算机。2017年5月中国科学院宣布制造出世界首台光量子计算机,超越之前谷歌、美国国家航空航天局(NASA)和加州大学圣塔芭芭拉分校的联合研究,成功实现了当前世界上最大数目的超导量子比特多体纯纠缠——不懂不要紧,就一点:咱们国家在这方面也非常厉害!

科学研究里每一小步都有可能会产生巨大的影响,谁也无法预测,这个实验会不会就此改变了我们对于时间、宇宙的认知。

研究者们也都表示,他们期待未来更先进的技术出现,让他们的实验可以更加完善。

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