俄罗斯研究人员在微观领域实现“时间逆转”

时间看不见、摸不到，却是世界最基础的元素之一。时间是一个较为抽象的概念，是物质的运动、变化的持续性、顺序性的表现。物理学在微观的层次几乎完全是时间对称的，这意味着物理学定律在时间流易的方向倒转之后仍然保持为真。但是在宏观层次却显得并不是那么回事：时间存在着明显的方向性。

热力学时间箭头来自热力学第二定律，这一定律认为一个孤立系统的熵只能随着时间流易不断增加，而不会减少。熵被认为是无序的量度，因此第二定律隐含着一种由孤立系统的有序度变化所指定的时间方向(也就是说，随着时间流易，系统总是越来越无序)。这种不对称性可用于区分过去和未来。换句话说，孤立系统在未来将越来越无序。

在最新实验中，他们使用量子计算机，让时间“倒退”，正如桌子上散落的台球重回其最初的三角形排列的起点。

首席研究员、俄罗斯莫斯科物理科学与技术研究所(MIPT)量子信息物理学实验室负责人戈尔代·勒斯维吉博士说：“我们人为地创建了一种与热力学时间箭头反方向演进的状态。”

他们使用的是一台由电子“量子比特”(qubits)构成的量子计算机。量子比特是量子计算机的基本信息单位，由“1”“0”或这两者的混合“叠加”来描述。

在实验中，他们启动了一个“进化程序”，该程序使量子比特进入一种逐渐复杂的1和0不断变化的状态。在此过程中，量子比特失去了秩序，就像摆好的台球被撞击，散落各处一样。但随后，另一个程序修改了量子计算机的状态，使其“向后”演进，从混乱变为有序，这意味着量子比特重回初始状态。

研究人员发现，当使用两个量子比特时，“时间逆转”的成功率为85%;而当使用3个量子比特时，成功率下跌到50%。他们认为，随着所用设备的复杂程度不断提高，错误率有望下降。

值得注意的是时间在“在微观的层次几乎完全是时间对称的”，通俗地说意指：随着尺度的减小，事件逆向发生的概率逐渐趋近于正向发生的概率。当尺度非常小时，我们认为两者是近似相等的。所以该实验如果仅仅存在量子领域实现“时间逆转”并不为奇，只有在宏观世界实现“时间逆转”才“不可思议”。