211service.com
Nei, forskere snudde ikke bare tiden med en kvantedatamaskin
Getty
Hvis du tror på det du leser på internett, har det vært et spennende 24 timer for kvantefysikk.
Overskriftene har vært utrolige. Newsweek ( Forskere har snudd tid i en kvantedatamaskin ), Oppdage ( Forskere brukte IBMs kvantedatamaskin for å snu tiden, muligens bryte en fysikklov ) og Storbritannia ’ s uavhengige avis ( Forskere 'reverserer tid' med kvantedatamaskin i banebrytende studie ). Cosmopolitan magazine kikket også inn: Forskere har nettopp skrudd tilbake tiden og den ’ s som Back to the Future går i oppfyllelse . Det er mange, mange flere.
Utløseren for alle disse var en Scientific Reports-artikkel med den provoserende tittelen Tidens pil og dens reversering på IBM-kvantedatamaskinen . I den hevdet forfatterne å ha utført et eksperiment som åpner opp forskningslinjer, med deres ord, mot å undersøke tidsreversering og bakover tidsflyten.
Hvis du hadde problemer med å forstå hvordan forskere oppnådde en slik motintuitiv bragd, ikke bekymre deg. Det gjorde de ikke.
Noen enkle fysiske modeller er symmetriske i tid. Tenk på en idealisert versjon av jorden som kretser rundt solen, der hver er en perfekt kule. Se på det systemet fremover i tid, og Jorden går i bane i retning med klokken. Snu tid og i stedet vil jorden bevege seg i en bane mot klokken. Begge er like realistiske. Eller tenk på to biljardkuler som kolliderer. Du kan kjøre videoen i begge retninger, og det virker fortsatt fysisk plausibelt.
Den virkelige verden er ikke slik. Ting ser annerledes ut fremover i tid enn hvordan de ville vært omvendt - på en rekke forskjellige måter, blant dem at entropien (veldig løst sett, et mål på uorden) øker. Dette er en lov både av fysikk og sunn fornuft. (For en morsom og trist utforskning av hvor merkelig å snu tidens flyt ville gjøre ting, sjekk ut Tidens pil av Martin Amis. Og hvis du virkelig ønsker å komme inn i ugresset på fysikken til tidsreiser, prøv her .)
Så hvis de ikke fant opp tidsreiser, hva gjorde egentlig disse forskerne?
Tenk på å trykke tilbakespoling på en video. Det snur strømmen av tid, på en måte. Hvis du aldri har sett det før, er det ganske pent. Det kan la deg se ting – som damp som strømmer tilbake i en tekjele eller Humpty Dumpty som spontant setter seg sammen fra et virvar av ødelagte deler – som ser ut til å snu tidens pil. Det aktuelle papiret beskriver en kvantedataversjon av en slik video som kjører i revers.
En nærmere analogi er en linse, som det man ville finne i et teleskop, et mikroskop eller briller. En linse kan brukes til å fokusere lys – reversere spredningen av lys som hadde gått ut av fokus. Forfatterne av artikkelen, fra Moscow Institute of Physics and Technology, Argonne National Laboratory i Illinois og ETH Zurich, sier at teknikken deres kan være nyttig for å teste kvanteprogrammer. Dette er riktig. Men det er mye mindre interessant enn en tidsmaskin.
Som Scott Aaronson, direktør for Quantum Information Center ved University of Texas i Austin, sier: Hvis du simulerer en tidsreversibel prosess på datamaskinen din, kan du 'reversere tidsretningen' ved ganske enkelt å snu retningen til simuleringen din. Fra en rask titt på papiret innrømmer jeg at jeg ikke forsto hvordan dette blir mer dyptgripende hvis simuleringen gjøres på IBMs kvantedatamaskin.
Andre kvantedataeksperter vi snakket med var enige. En, som ikke ønsket å bli navngitt, sa: Jeg vet ikke hvor nyttig dette er … det betyr ikke at disse gutta har laget en tidsmaskin. De brøt absolutt ikke termodynamikkens lover eller fysikkens lover. Han la til: Dette er den typen hype som kommer til å gi kvanteberegning et dårlig navn.
Han har rett. Ville overskrifter gir ikke bare kvanteberegning et dårlig navn. De gjør skade på vitenskapen som helhet ved å overbevise publikum om at vitenskapen er så forvirrende at det er utenfor deres fatteevne. Det er tøft nok å forklare paradoksene som faktisk eksisterer i kvantemekanikk uten sensasjonell utsmykning. Tiden, enten noen av oss liker det eller ikke, går videre.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert under overskriften: 'Nei, IBM har ikke bare 'reversert tid' med en kvantedatamaskin.' Selv om dette er nøyaktig, ble overskriften modifisert for å gjenspeile det faktum at selv om de aktuelle forskerne brukte offentlig tilgjengelige IBM kvantedatabehandlingsfasiliteter, er de ikke tilknyttet selskapet.