Wetenschappers slagen erin de tijdrichting in een kwantumcomputer om te keren

Een fascinerend en complex theoretisch experiment slaagde erin de tijd in een kwantumsysteem om te keren of te 'verjongen'

Onderzoekers van het Moscow Institute of Physics and Technology hebben iets bereikt dat op het eerste gezicht verbazingwekkend lijkt. Samen met Zwitserse en Amerikaanse collega's waren ze in staat om een ​​kwantumtoestand in een kwantumcomputer een fractie van een seconde terug te brengen naar het verleden, waardoor de zogenaamde tijdpijl werd omgekeerd en blijkbaar de tweede wet van de thermodynamica werd overtreden.

Dit is allemaal nogal theoretisch, omdat het gepresenteerde werk eerst bestaat uit de beschrijving van een machine voor eeuwigdurende beweging, vervolgens een hypothese waarin ze de schending van de tweede wet van de thermodynamica bespreken via een Maxwell-apparaat en dan de 'kunstmatige creatie van een staat die evolueerde in een richting tegengesteld aan de thermodynamische pijl van tijd'. Dus dit is alleen bereikt in een kwantumcomputer, hoewel het niet ophoudt van toepassing te zijn op de echte wereld, of in theorie zou het moeten zijn.

"Stel dat het elektron zich bevindt wanneer we het beginnen waar te nemen, " zei Andrey Lebedev, co-auteur van de studie. "De wetten van de kwantummechanica voorkomen dat we de locatie met absolute precisie kennen, maar we kunnen een klein gebied afbakenen waar het elektron zich bevindt."

De evolutie van de elektronentoestand wordt bepaald door de Schrödinger-vergelijking, die de "regels" volgt voor de beweging van een elektron in een vacuüm, zonder de tijdstroom te onderscheiden, maar bepaalt dat het gebied waar het elektron beweegt zal snel uitbreiden. De onderzoeksverklaring verklaart:

Kortom, het systeem neigt chaotischer te worden en onzekerheid over de positie van het elektron groeit. "De Schrödinger-vergelijking is echter omkeerbaar", voegt Valerii Vinokur, een wetenschapper aan het Argonne National Laboratory (VS) en ook een deelnemer aan het artikel toe; "Wiskundig betekent dit dat, onder een bepaalde transformatie, de vergelijking een verplaatsing van enkele elektronen naar dat kleine gebied in de ruimte gedurende dezelfde periode beschrijft." Dit fenomeen, dat in theorie zou kunnen optreden als gevolg van een willekeurige fluctuatie in de kosmische microgolfachtergrond die het universum doordringt, komt niet in de natuur voor, maar kan op een zeer, zeer kleine schaal voorkomen. Zoals de quantum zegt.

De wetenschappers berekenden de waarschijnlijkheid dat een van deze elektronen naar zijn recente verleden reisde (een fractie van een seconde) en concludeerden dat, als men de hele geschiedenis van het universum (13, 7 miljard jaar) doorbracht, elke seconde 10 miljard observeerde van elektronen, deze regressie naar het verleden zou slechts één keer voorkomen en het elektron zou nauwelijks teruggaan in de tijd een tien miljardste van 1 seconde.

Het is iets vrij duister, hoewel fascinerend. Hoewel sommige wetenschappers, zoals Alberto Ibort, geloven dat de term die moet worden gebruikt niet 'tijdelijke omkering' is, maar 'verjonging van een kwantumsysteem'.