«Второй закон термодинамики? Нет, не слышали», — сказала группа ученых и вернула в прошлое квантовый компьютер. Пусть и на долю секунды.

Группа исследователей из России, США и Швейцарии провела эксперимент, в ходе которого им удалось на миг вернуть в прошлое квантовый компьютер. Описание «нарушения» второго закона термодинамики, выводы ученых и вероятное проявление эффекта в реальном мире опубликовал журнал Scientific Reports.

Одним из участников проекта выступил Гордей Лесовик из Московского физико-технического университета в Долгопрудном. Он пояснил, что работа стала лишь одной из серии, посвященной таки возможности «нарушить второе начало термодинамики». Этот закон физики тесно связан с различием между прошлым и будущим. Время по нему движется только в одном направлении и «отмотать» его назад невозможно. Правило считается нерушимым и управляющим жизнью Вселенной на всех уровнях.

«Мы подошли к проблеме с третьей стороны — искусственно создали такое состояние системы, которое само развивается в обратную с точки зрения второго начала сторону», — рассказал Лесовик.

Специалисту вместе с коллегами удалось обнаружить, что второе начало термодинамики может быть нарушено на квантовом уровне. К таким выводам они пришли три года назад, создав квантовый аналог знаменитого «демона Максвела». Это гипотетическое существо сортирует быстрые и медленные молекулы.

Ученые попробовали разбить «демона» на несколько частей, которые разнесены на относительно большие расстояния. Задача была реализована в конце 2018 года. После этого исследователи проверили, способно ли время обернуться вспять самопроизвольно, пусть даже это произойдет для одной частицы. Ее поведением при этом управляют законы квантовой физики.

В ходе эксперимента для оценки нахождения частицы в конкретный момент времени было использовано уравнение Шредингера. Основывались расчеты на том, что положение частицы последовательно «размажется» по пространству в связи с действием «стрелы времени».

Электрон, как показали результаты, на самом деле может спонтанно оказаться в прошлом: он возвращается в то же состояние, в которым был несколько мгновений назад. Подобное, подсчитали ученые, происходит очень редко — примерно один раз за все существование Вселенной. Время при этом «перемотается» назад всего на 0,06 наносекунды.

Именно благодаря самому шансу такого нарушения второго закона термодинамики российские ученые и их коллеги из-за рубежа смогли осуществить процесс, использовав облачный квантовый компьютер IBM.

Сейчас Лесовик вместе с остальными специалистами хотят заняться разработкой алгоритмов, которые будут «обращать время» более эффективно. Кроме того, планируется, что их действие станет более быстрым, что даст физикам простор для эксперимента.