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Nein, Wissenschaftler haben die Zeit nicht einfach mit einem Quantencomputer umgedreht
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Wenn Sie glauben, was Sie im Internet lesen, waren es aufregende 24 Stunden für die Quantenphysik.
Die Schlagzeilen waren unglaublich. Nachrichtenwoche ( Wissenschaftler haben die Zeit in einem Quantencomputer umgekehrt ), Entdecken ( Wissenschaftler nutzten den Quantencomputer von IBM, um die Zeit umzukehren und möglicherweise ein Gesetz der Physik zu brechen ) und Großbritannien ’ s Unabhängige Zeitung ( Wissenschaftler kehren die Zeit mit Quantencomputer in bahnbrechender Studie um ). Auch das Magazin Cosmopolitan mischte sich ein: Wissenschaftler haben gerade die Zeit zurückgedreht und es ’ s wie Zurück in die Zukunft wird wahr . Es gibt noch viele, viele mehr.
Auslöser für all dies war ein Scientific Reports-Papier mit dem provokanten Titel Zeitpfeil und seine Umkehrung auf dem IBM-Quantencomputer . Darin behaupteten die Autoren, ein Experiment durchgeführt zu haben, das nach ihren Worten Forschungslinien zur Untersuchung der Zeitumkehr und des rückwärts gerichteten Zeitflusses eröffnet.
Wenn Sie Schwierigkeiten hatten zu verstehen, wie Wissenschaftler eine so kontraintuitive Leistung vollbracht haben, machen Sie sich keine Sorgen. Sie taten es nicht.
Einige einfache physikalische Modelle sind zeitlich symmetrisch. Stellen Sie sich eine idealisierte Version der Erde vor, die die Sonne umkreist, wo jede eine perfekte Kugel ist. Betrachten Sie dieses System in der Zeit vorwärts, und die Erde umkreist sich im Uhrzeigersinn. Kehren Sie die Zeit um und stattdessen bewegt sich die Erde in einer Umlaufbahn gegen den Uhrzeigersinn. Beide sind gleichermaßen realistisch. Oder stellen Sie sich vor, zwei Billardkugeln kollidieren. Sie können das Video in beide Richtungen laufen lassen und es erscheint physikalisch immer noch plausibel.
Die reale Welt ist nicht so. Die Dinge sehen in der Zeit vorwärts anders aus als umgekehrt – auf verschiedene Weise, unter anderem, dass die Entropie (sehr grob gesagt ein Maß für Unordnung) zunimmt. Dies ist ein Gesetz sowohl der Physik als auch des gesunden Menschenverstandes. (Für eine lustige und traurige Erkundung, wie seltsam es wäre, den Fluss der Zeit umzukehren, schauen Sie sich das an Der Pfeil der Zeit von Martin Amis. Und wenn Sie wirklich in die Physik der Zeitreisen einsteigen wollen, Versuch es hier .)
Wenn sie also keine Zeitreisen erfunden haben, was haben diese Wissenschaftler dann tatsächlich getan?
Denken Sie daran, bei einem Video auf Zurückspulen zu drücken. Das kehrt gewissermaßen den Lauf der Zeit um. Wenn Sie es noch nie zuvor gesehen haben, ist es irgendwie ordentlich. Es könnte Sie Dinge sehen lassen – wie Dampf, der zurück in einen Teekessel fließt, oder Humpty Dumpty, der sich spontan aus einem Durcheinander von Scherben zusammensetzt –, die den Pfeil der Zeit umzukehren scheinen. Das betreffende Papier beschreibt eine Quantencomputing-Version eines solchen Videos, das rückwärts läuft.
Eine nähere Analogie ist eine Linse, wie man sie in einem Teleskop, einem Mikroskop oder einer Brille findet. Eine Linse kann verwendet werden, um Licht zu fokussieren und die Streuung von Licht umzukehren, das unscharf geworden ist. Die Autoren des Papiers vom Moskauer Institut für Physik und Technologie, dem Argonne National Laboratory in Illinois und der ETH Zürich sagen, dass ihre Technik zum Testen von Quantenprogrammen nützlich sein könnte. Das ist richtig. Aber es ist viel weniger interessant als eine Zeitmaschine.
Wie Scott Aaronson, Direktor des Quantum Information Center an der University of Texas at Austin, sagt: Wenn Sie einen zeitumkehrbaren Prozess auf Ihrem Computer simulieren, dann können Sie „die Richtung der Zeit umkehren“, indem Sie einfach die Richtung der Zeit umkehren Ihre Simulation. Nach einem kurzen Blick auf das Papier gestehe ich, dass ich nicht verstanden habe, wie dies tiefgreifender wird, wenn die Simulation auf dem Quantencomputer von IBM durchgeführt wird.
Andere Quantencomputing-Experten, mit denen wir gesprochen haben, stimmten zu. Einer, der nicht genannt werden wollte, sagte: Ich weiß nicht, wie nützlich das ist … es bedeutet nicht, dass diese Typen eine Zeitmaschine gebaut haben. Sie haben sicherlich nicht gegen die Gesetze der Thermodynamik oder der Physik verstoßen. Er fügte hinzu: Das ist die Art von Hype, die dem Quantencomputing einen schlechten Ruf verschaffen wird.
Er hat recht. Wilde Schlagzeilen geben Quantencomputing nicht nur einen schlechten Ruf. Sie schaden der Wissenschaft als Ganzes, indem sie die Öffentlichkeit davon überzeugen, dass die Wissenschaft so verwirrend ist, dass sie ihr Verständnis übersteigt. Es ist schwer genug, die Paradoxien, die tatsächlich in der Quantenmechanik existieren, ohne sensationslüsterne Ausschmückung zu erklären. Die Zeit schreitet voran, ob es einem von uns gefällt oder nicht.
Dieser Artikel wurde ursprünglich unter der Überschrift veröffentlicht: „Nein, IBM hat mit einem Quantencomputer nicht einfach die Zeit ‚umgekehrt‘.“ Obwohl dies korrekt ist, wurde die Überschrift geändert, um die Tatsache widerzuspiegeln, dass die fraglichen Forscher zwar öffentlich zugängliche IBM-Quantencomputeranlagen verwendeten, aber nicht mit dem Unternehmen verbunden sind.