量子計算機可能會改變宇宙時間流動的方向

  量子計算機可能會改變宇宙時間流動的方向。

  據國外媒體報道,一種新的量子計算技術可能會徹底改變宇宙中的時間流模型。

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  一直以來,我們認為時間只朝一個方向流動,幾乎不會出現反向流動的情況。在日常生活中,情況的確如此,就像周二過後是周三,2018年之後是2019年,年輕人會變成老年人。在古典計算機領域也是如此。因此,膝上型電腦軟件更容易預測複雜系統未來的發展方向,但要猜測該系統過去所做的事情要困難得多。宇宙有一種被理論學家叫做“因果不對稱性”(causal asymmetry)的特性。根據這一特性,沿著時間的一個方向移動比另一個方向需要更多的信息和更複雜的操作。(從實際情況來說,沿時間向前要容易一些。)

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  而這一特性在現實生活中也有一定影響。氣象學家可以使用今天的氣象雷達數據更准確地預測未來五天的降雨概率。但是讓他們使用相同的數據來猜測過去五天是否下雨更具挑戰性,需要更多的數據和更強大的計算機。

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  長期以來,信息理論家一直懷疑因果不對稱可能是宇宙的一個基本特征。早在1927年,物理學家亞瑟·愛丁頓(Arthur Eddington)就指出,正是這種不對稱性決定了我們只能沿時間向前、而不能倒退。如果把宇宙想成一台巨大的、不斷進行運算的計算機,那麼向前(先有因,再有果)總是要容易一些,需要的資源也更少,而向後(先有果,再有因)則要困難一些。這就是所謂時間箭頭的概念。

  但最近發表的一篇新論文指出,時間之箭可能是經典計算技術的產物。之所以提出這條規則,可能只是因為我們的工具有限。

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  科學家們最新研究表明,在特定情況下,量子計算機中的因果不對稱性竟然會消失,因此量子計算機能夠以全然不同的方式進行運算。經典計算機的信息有兩個存儲狀態(非零,即1),但量子計算機不存在,信息存儲在亞原子中。這些粒子具有獨特的運行規律,可以同時處於多種狀態。更有趣的是,論文指出,未來的研究可能會證明宇宙中不存在因果不對稱。

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