时间逆转示意图，图片来源tsarcyanide/MIPT Press Office

撰文 | 何东明

责编 | 叶水送

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3月14日是国际π日，也是伟大的物理学家爱因斯坦140周年诞辰。对于这位天才科学家来说，有一件事，可能连他都难以预测到，人类竟然观察到了极短暂的时间逆转现象。

同日，Scientific Reports报道了一项惊奇发现，来自俄罗斯莫斯科物理技术研究所（MIPT）、瑞士等地的科研人员借助了量子计算机的超强能力，实现了初步在量子比特水平上验证了时间的逆向流动。

关于时间是否能逆向流动，科学家至今都未曾取得一致的看法，新研究极大加深了人类对宇宙时空基本规律的认识。

该研究领导科学家， MIPT量子信息技术物理实验室的负责人Gordey Lesovik教授表示，这是挑战热力学第二定律的一系列研究之一。因为该基本物理规律规定，时间只能单向流动，由过去到未来，不能逆转。同时对于一个孤立系统，在没有外界的干预下，该系统的混乱度即熵只会增加不会减少，即熵增原理。

经典大爆炸模型给出的时间单向流动示意图，图片来源，NASA

熵增原理也规定了，宇宙只能往无序化单向发展，变得越来越混乱。按照著名物理学家Ethan Siegel的说法，宇宙在熵达到最大时最终会变成一个大黑洞。到那时，寰宇万物，包括人类岂不是注定要灭绝？但人类总是好奇，继续去求索着宇宙运行的真正奥秘。

对这些经典规律，许多科学家都尝试采用新的研究思路和手段对其进行探究。借助量子计算机的超强能力，新研究实现了以往未能做到的科学试验。

反过来，这也将推进更精确量子计算机的研发。Lebedev表示，该研究的时间逆转验证程序能继续优化，且可用于测试量子计算机的程序，从而消除噪音与错误。

实验方案示意图，图片来源tsarcyanide/MIPT Press Office

事实上，本周Nature还发布了另外一项研究，来自美国MIT、IBM科学家发现，量子计算机大大加速了机器学习特征匹配（feature match）的运行，使得机器学习可以应付更加复杂的问题。

参考资料

1.Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer | Scientific Reports https://www.nature.com/articles/s41598-019-40765-6#Sec6

2.Physicists reverse time using quantum computer | EurekAlert! Science News https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-03/miop-prt031119.php