Drugi zakon termodinamike upućuje na smjer u kojem se odvija pretvorba toplinske energije u mehaničku. Carnot je 1824. godine zaključio da su za prelazak topline u mehanički rad potrebna dva spremnika topline na različitoj temperaturi; prelaskom topline iz toplijega spremnika u hladniji samo se dio topline pretvara u mehanički rad, a ostatak topline prelazi u spremnik niže temperature, degradacija. Energija se, dakle, prema tome, ne može beskonačno ponavljati unutar zatvorenog sustava.
Objavili u Scientific Reports
Drugim riječima, sve ima svoj kraj, tako i vrijeme može teći samo u jednom smjeru. No znanstvenici s moskovskog Instituta za fiziku i tehnologiju, surađujući s kolegama iz Sjedinjenih Država i Švicarske, uspjeli su prekršiti taj drugi zakon termodinamike. Uspjeli su dobiti stanje kvantnog računala kakvo je bilo djelić sekunde ranije. Praktički su ga vratili u prošlost. Njihova je studija objavljena u znanstvenom časopisu Scientific Reports.
– Riječ je o jednom u nizu radova koji se bave mogućnošću kršenja drugog zakona termodinamike. Taj je zakon blisko povezan s pretpostavkom da je strelica koja označava smjer vremena postavljena samo u jednom smjeru, od prošlosti prema budućnosti – rekao je vodeći znanstvenik na studiji Gordej Lesovik koji je i šef laboratorija fizike i kvantne informacijske tehnologije na spomenutom moskovskom institutu.
Video - 8 najutjecajnijih Hrvatica u znanosti
– Počeli smo s opisom takozvanog lokalnog stroja za neprekinuto kretanje druge generacije. U prosincu smo objavili rad u kojem raspravljamo o mogućnosti kršenja drugog zakona uređajem poznatim kao Maxwellov demon. Posljednji rad na problem gleda iz trećeg kuta. Umjetno smo stvorili stanje koje se razvija u smjeru suprotnom od termodinamičke strelice vremena – opisao je Lesovik postupak kako je njegova grupa znanstvenika uspjela kvantno računalo vratiti barem malo natrag u vremenu.
U kvantnom se računalu podaci mjere qubitovima, dakle u ovom je eksperimentu stanje qubita vraćeno na početak. Tako se nekome tko proces promatra izvana čini da je zapravo vraćeno vrijeme. U radu se navodi kako je uspješnost preokreta vremena 85 posto ako se radi samo s dva qubita. S trećim ta uspješnost pada na 50 posto. Qubit je jedinica informacija u kvantnom računalu, isto kao što je to bit kod klasičnog računala.
Već i praktična primjena
Lesovik ističe kako postignuće njegove grupe već ima i praktičnu primjenu. Algoritmom koji su osmislili mogu se testirati programi pisani za kvantna računala te se njime može smanjiti šum te broj pogrešaka.
Kako je cijeli postupak površnom poznavatelju prilično nerazumljiv, znanstvenici su pokušali usporediti ga s – biljarom. Pojednostavljeno, riječ je o nečemu vrlo sličnom razbijanju biljarskih kugli koje se nakon toga vrate u originalni položaj, kao prije razbijanja. U eksperimentu je najprije pokrenut program koji je kubite učinio složenim i promjenjivim uzorkom nula i jedinica, pri čemu je izgubljen red koji je vraćen primjenom drugog programa koji je kubite vratio u njihovo početno stanje.
Za studiju su moskovski znanstvenici i njihove kolege posudili IBM-ovo kvantno računalo Q Experience. Očito je da se ne radi o pravom vremenskom stroju koji gledamo u filmovima, no, tko zna, možda je i ovo neki korak prema, primjerice, Tardisu iz serije Doctor Who. Sasvim je sigurno, ipak, da će se putem i ovakvih eksperimenata kvantna računala sve brže razvijati.
