Nghiên cứu gần đây từ Viện Vật lý và Công nghệ Moscow đã tạo nên một đột phá đáng kinh ngạc: họ đã thành công quay ngược thời gian của máy tính lượng tử. Mặc dù chỉ là một phần nhỏ của một giây, nhưng nó đã đưa chúng ta tiến gần hơn đến khái niệm “du hành thời gian”. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí uy tín Scientific Reports.
Đạt được trạng thái “du hành thời gian”
Theo Gordey Lesovik, nhà nghiên cứu hàng đầu của dự án, đây chỉ là một trong số các báo cáo khoa học mới với khả năng vi phạm nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học. Nguyên lý này liên quan mật thiết đến hướng đi của mũi tên thời gian, chỉ có một chiều đi từ quá khứ tới tương lai. Quá trình này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học.
Giải thích tương lai khác biệt so với quá khứ
Hầu hết các định luật vật lý không phân biệt rõ ràng giữa quá khứ và tương lai. Ví dụ, khi chúng ta quay lại và tua ngược lại một đoạn video về quá trình va chạm giữa hai quả bóng, chúng ta vẫn có thể sử dụng các đẳng thức cũ để mô tả hiện tượng. Điều này khiến cho cả hai trường hợp, tức là quả bóng đi ngược lại với lý thuyết thời gian, trông rất thật.
Tuy nhiên, nếu chúng ta xem một đoạn video về cảnh phá bóng bi-a, chúng ta có thể dễ dàng nhận ra liệu video có bị quay ngược lại hay không. Sự hiểu biết về nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học giúp chúng ta nhận ra đoạn phim đang bị quay ngược lại. Điều này cho thấy ta cần một hệ thống biệt lập, nằm trong trạng thái ổn định, không có sự can thiệp từ bên ngoài để hiện tượng xảy ra.
Nghiên cứu mới nhất
Các nhà nghiên cứu từ Viện Vật lý và Công nghệ Moscow đã thử nghiệm và quan sát một hạt electron trong không gian trống để xem liệu thời gian có thể tự quay ngược chính mình hay không. Cho dù việc này không phù hợp với tự nhiên, nhưng trên lý thuyết, nó hoàn toàn khả thi.
Họ đã giải thích các bước biến chuyển của hạt electron bằng phương trình Schrödinger. Mặc dù không xác định rõ trạng thái thời gian của hạt electron – liệu nó đang ở quá khứ hay tương lai, nhóm nghiên cứu đã quan sát được khu vực không gian xung quanh hạt electron mở rộng nhanh chóng. Toàn bộ hệ thống đã dần trở nên hỗn loạn hơn, và vị trí của hạt electron trở nên không xác định. Điều này giống như việc phá bóng trên bàn bi-a.
Thí nghiệm mới nhất
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên một qubit trong máy tính lượng tử theo bốn bước. Trong bước cuối cùng, họ đã phát hiện ra rằng 85% các trường hợp, máy tính lượng tử hai qubit quay trở lại trạng thái ban đầu. Khi tăng số qubit lên 3, lỗi xuất hiện thường xuyên hơn, và tỷ lệ thành công giảm xuống chỉ còn 50%. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin rằng khi cỗ máy trở nên phức tạp hơn và hoàn thiện hơn, tỷ lệ thành công sẽ cao hơn.
Thật đáng mừng khi thuật toán quay ngược thời gian mới này được tìm ra. Nó sẽ giúp máy tính lượng tử trở nên chính xác hơn trong tương lai. Các nhà nghiên cứu còn lưu ý rằng thuật toán này có thể được nâng cấp và sử dụng để thử nghiệm các chương trình viết riêng cho máy tính lượng tử, từ đó giảm thiểu các lỗi tiềm tàng.
Theo Dink
