劉霞
據(jù)英國《獨(dú)立報》近日報道,由美國、瑞士和俄羅斯科學(xué)家組成的一個國際科研團(tuán)隊(duì),在《科學(xué)報告》雜志撰文稱,他們首次借助一臺量子計算機(jī),逆轉(zhuǎn)了“時間之箭”的方向。這一違背常識的突破性研究,可能會改變我們對統(tǒng)轄宇宙的機(jī)制和過程的理解,也有望促進(jìn)量子計算機(jī)的發(fā)展。
研究人員稱,熱力學(xué)第二定律告訴我們,時間是線性的,只能沿一個方向運(yùn)動;系統(tǒng)總是從有序到無序,而非相反。但在最新實(shí)驗(yàn)中,他們使用量子計算機(jī),讓時間“倒退”,正如桌子上散落的臺球重回其最初的三角形排列的起點(diǎn)。
首席研究員、俄羅斯莫斯科物理科學(xué)與技術(shù)研究所(MIPT)量子信息物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人戈?duì)柎だ账咕S吉博士說:“我們?nèi)藶榈貏?chuàng)建了一種與熱力學(xué)時間箭頭反方向演進(jìn)的狀態(tài)。”
他們使用的是一臺由電子“量子比特”(qubits)構(gòu)成的量子計算機(jī)。量子比特是量子計算機(jī)的基本信息單位,由“1”“0”或這兩者的混合“疊加”來描述。
在實(shí)驗(yàn)中,他們啟動了一個“進(jìn)化程序”,該程序使量子比特進(jìn)入一種逐漸復(fù)雜的1和0不斷變化的狀態(tài)。在此過程中,量子比特失去了秩序,就像擺好的臺球被撞擊,散落各處一樣。但隨后,另一個程序修改了量子計算機(jī)的狀態(tài),使其“向后”演進(jìn),從混亂變?yōu)橛行?,這意味著量子比特重回初始狀態(tài)。
研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用3個量子比特時,“時間逆轉(zhuǎn)”的成功率為85%;而當(dāng)使用3個量子比特時,成功率下跌到50%。他們認(rèn)為,隨著所用設(shè)備的復(fù)雜程度不斷提高,錯誤率有望下降。
他們同時表示,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也有望促進(jìn)量子計算機(jī)的開發(fā)。勒斯維吉說:“我們的算法可以更新,并用來測試為量子計算機(jī)編寫的程序,消除噪音和錯誤?!?/p>
(選自《人民日報》2019年3月18日)
1.文章開頭第一段起何作用?
2.閱讀下面文中畫線句子,回答括號中的問題。
(1)他們首次借助一臺量子計算機(jī),逆轉(zhuǎn)了“時間之箭”的方向。這一違背常識的突破性研究,可能會改變我們對統(tǒng)轄宇宙的機(jī)制和過程的理解,也有望促進(jìn)量子計算機(jī)的發(fā)展。(句中的加點(diǎn)詞起何作用?)
(2)研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用2個量子比特時,“時間逆轉(zhuǎn)”的成功率為85%;而當(dāng)使用3個量子比特時,成功率下跌到50%。他們認(rèn)為,隨著所用設(shè)備的復(fù)雜程度不斷提高,錯誤率有望下降。(此句中運(yùn)用了哪些說明方法,有何作用?)
3.請簡述科學(xué)家是如何利用量子計算機(jī)實(shí)現(xiàn)時間“倒流”的。
4.你覺得時間“倒流”可以實(shí)現(xiàn)嗎?結(jié)合文章內(nèi)容談?wù)勀愕目捶ā?/p>
(鄒永進(jìn) 設(shè)計)
1.開門見山指出是英國《獨(dú)立報》作出的報道,美、瑞、俄三國科學(xué)家發(fā)文稱時間“倒流”首次在量子計算機(jī)上實(shí)現(xiàn),激發(fā)讀者閱讀興趣,引出下文說明對象如何利用量子計算機(jī)研究時間“倒流”。 ?2.(1)“可能”表示量子計算機(jī)逆轉(zhuǎn)“時間之箭”的方向這一研究改變?nèi)藗儗y(tǒng)轄宇宙的機(jī)制和過程的理解概率較大,但不是絕對的,體現(xiàn)了說明文語言的準(zhǔn)確性?!坝型敝赋隽孔佑嬎銠C(jī)逆轉(zhuǎn)“時間之箭”的方向這一研究成果有促進(jìn)量子計算機(jī)的發(fā)展的希望,但也不完全肯定,體現(xiàn)了說明文語言的準(zhǔn)確性。(2)運(yùn)用了作比較、列數(shù)字的說明方法,準(zhǔn)確突出地說明了使用兩個量子比特的“時間逆轉(zhuǎn)”成功率比使用三個量子比特的成功率高許多。3. ①他們啟動了一個“進(jìn)化程序”,該程序使量子比特進(jìn)入一種逐漸復(fù)雜的1和0不斷變化的狀態(tài)。②在此過程中,量子比特失去了秩序,就像擺好的臺球被撞擊,散落各處一樣。③但隨后,另一個程序修改了量子計算機(jī)的狀態(tài),使其“向后”演進(jìn),從混亂變?yōu)橛行?,這意味著量子比特重回初始狀態(tài)。4. 示例一:我認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)??茖W(xué)家們使用量子計算機(jī),用“進(jìn)化程序”讓量子比特失去秩序,再進(jìn)而用另一程序讓混亂變?yōu)橛行?,使時間向后演進(jìn),也即時間“倒退”。示例二:我認(rèn)為不可以實(shí)現(xiàn)??茖W(xué)家們使用量子計算機(jī)只能在實(shí)驗(yàn)中讓量子比特使計算機(jī)中的時間“逆轉(zhuǎn)”,但是絕不可能讓時間真正倒流。