Inversez le sens du temps. Des trucs de science-fiction, réfléchissons tout de suite. Mais une nouvelle expérience menée par des physiciens russes, suisses et américains aurait réussi à le faire grâce à une machine à remonter le temps spéciale, un ordinateur quantique.
Des chercheurs de l'Institut de physique de Moscou et des collègues ont rapporté l'état d'un ordinateur quantique à une fraction de seconde dans le passé.
Une expérience considérée comme révolutionnaire qui semble aller à l'encontre d'une des lois cardinales de la physique. Selon les auteurs, cela pourrait même violer la deuxième loi de la thermodynamique, qui postule la direction à sens unique du temps: du passé vers le futur. La plupart des lois de la physique fonctionnent dans les deux sens, dans le futur et dans le passé. Mais l'univers a une règle qui ne va que dans un seul sens: la deuxième loi de la thermodynamique, qui décrit la progression de l'ordre au désordre.
«Nous avons créé artificiellement un état qui évolue dans une direction opposée à celle de la flèche thermodynamique du temps», sont les mots de l'auteur principal de l'étude, Gordey Lesovik, qui dirige le laboratoire de physique des technologies de l'information quantique à l'Institut de Moscou. La physique.
Les scientifiques, pour faire comprendre leur expérience, ont invité à la comparer à un jeu de boules de billard, initialement commandées sous forme de pyramide puis déplacées. Les chercheurs expliquent:
«Imaginez que quelqu'un ait enregistré une queue brisant la pyramide, des boules de billard se dispersant dans toutes les directions. Il n'est pas nécessaire de connaître les règles du jeu pour distinguer le scénario réel du jeu inversé. Ce qui rend cela si absurde, c'est notre compréhension intuitive de la deuxième loi de la thermodynamique: un système isolé reste statique ou évolue vers un état de chaos plutôt que d'ordre. La plupart des autres lois de la physique n'empêchent pas le roulement des boules de billard de se rassembler en une pyramide, le thé infusé retournant dans le sachet de thé ou un volcan d '«exploser» à l'envers. Mais nous ne voyons rien de tout cela se produire, car cela exigerait qu'un système isolé assume un état plus ordonné sans aucune intervention extérieure.contrairement à la deuxième loi de la thermodynamique ".
La "machine à remonter le temps", décrite dans leur article publié dans Scientific Reports, est un ordinateur quantique, dont les unités d'information sont des qubits, ou "bits quantiques" qui, en plus des valeurs zéro et un, peuvent en prendre une autre en degré de chevauchement des deux états.
Dans l'expérience, un «programme d'évolution» a été lancé qui a conduit les qubits à devenir un modèle de zéros et de uns avec des changements de plus en plus complexes. Au cours de ce processus, l'ordre a été perdu, tout comme lorsque des boules de billard sont frappées et dispersées avec une queue.
Par la suite, un autre programme a changé l'état de l'ordinateur quantique de telle sorte qu'il a évolué «en arrière» du chaos à l'ordre. Cela lui a fait remonter le temps.
Les scientifiques ont également calculé la probabilité qu'un électron dans un espace interstellaire vide puisse retourner spontanément à son passé récent, au moins pendant une fraction de seconde.
«Supposons que l'électron soit localisé lorsque nous commençons à l'observer. Cela signifie que nous sommes tout à fait sûrs de sa position dans l'espace », déclare Andrey Lebedev, co-auteur de l'étude, de l'ETH Zurich.
Le physicien explique que l'évolution de l'état de l'électron est régie par l'équation de Schrödinger. Bien qu'elle ne fasse aucune distinction entre le futur et le passé, la région de l'espace contenant l'électron se répandra très rapidement. En d'autres termes, le système a tendance à devenir plus chaotique.
À ce stade, les chercheurs ont constaté que 85% du temps, l'ordinateur quantique à deux qubits revenait en fait à son état initial. Lorsque trois qubits étaient impliqués, plus d'erreurs se produisaient, entraînant un taux de réussite de 50%, les erreurs sont dues à des imperfections dans l'ordinateur quantique actuel qui peuvent être résolues par des appareils plus sophistiqués.
Alors que les études se limitent actuellement aux ordinateurs quantiques, une chose est sûre: Marty et Doc rouleraient des yeux aujourd'hui.
Francesca Mancuso
