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Science
03/13/2019

Forscher drehen mit Quantencomputer Zeit zurück

Wissenschaftler haben die Zeit mit einem Quantencomputer umgekehrt. Das ergab eine Studie aus Moskau.

Die Studie scheint den grundlegenden Gesetzen der Physik zu widersprechen und könnte unser Verständnis der Prozesse, die das Universum steuern, verändern. Das berichten unter anderem der „Independent“ und phys.org.

In einer Entwicklung, die auch einen großen Fortschritt in unserem Verständnis von Quantencomputern darstellt, konnten Forscher durch den Einsatz von Elektronen und der fremden Welt der Quantenmechanik die Zeit in einem Experiment zurückdrehen. Das darf man sich so vorstellen, wie wenn Billardbälle ins Dreieck zurückrollen, nachdem man sie mit einem Stoß zerstreut hatte. Jeder würde das Ereignis so sehen als hätte sich die Zeit umgekehrt.

Moskauer Forscher

Die Forscher vom Moskauer Institut für Physik und Technologie (MIPT) mit Unterstützung von Kollegen in der Schweiz und den USA erwarten, dass sich die Technik verbessern wird und mit der Zeit zuverlässiger und präziser wird. Der leitende Forscher Gordey Lesovik, Leiter des Laboratoriums für Physik der Quanteninformation am MIPT, sagte: "Wir haben künstlich einen Zustand geschaffen, der sich entgegen dem thermodynamischen Zeitpfeil entwickelt."

Die in der Zeitschrift Scientific Reports (PDF) beschriebene "Zeitmaschine" besteht aus einem rudimentären Quantencomputer, der aus "Qubits" aus Elektronen besteht. Ein Qubit ist eine Informationseinheit, die durch eine "Eins", eine "Null" oder eine gemischte "Überlagerung" beider Zustände beschrieben wird.

Vom Chaos zur Ordnung

Im Experiment wurde ein "Evolutionsprogramm" gestartet, durch das die Qubits zu einem zunehmend komplexen, sich verändernden Muster aus Nullen und Einsen wurden. Während dieses Vorgangs ging die Ordnung verloren - genauso wie wenn die Billardbälle mit einem Queue zerstreut werden. Ein anderes Programm modifizierte den Zustand des Quantencomputers so, dass er sich "rückwärts" entwickelte, vom Chaos zur Ordnung. Das bedeutet, dass der Zustand der Qubits an ihren ursprünglichen Ausgangspunkt zurückgespult wurde.

Die meisten Gesetze der Physik funktionieren in beide Richtungen, es ist egal, ob Vorgänge vorwärts oder rückwärts ablaufen. Das Universum hat jedoch eine Regel, die nur auf eine Weise gilt: den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der die Entwicklung von der Ordnung zur Unordnung beschreibt.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass mit nur zwei Qubits die „Zeitumkehr“ mit einer Erfolgsquote von 85 Prozent erreicht wurde. Bei drei Qubits traten mehr Fehler auf und es gab nur eine Erfolgsquote von 50 Prozent.