一项新研究发现量子纠缠可能是可逆的

• 对于量子系统来说，时间可能会倒流，因为现在的“熵”更低。
• 在一篇新的论文中，科学家们使用一个广维的概率模型来模拟量子“熵”。
• 这意味着他们的持有可能是真实的，较弱的，或不太广维的模型。

物理学家都知道宇宙中的“东西分崩离析”是由于熵，但量子力学在过去的100年甚至10年里已经颠覆了我们的很多观念。与此同时，量子纠缠会永远持续下去，这在直觉上并不合理，因为在我们的宇宙中似乎没有任何东西是这样的。在新的研究中，科学家们通过识别和定义一种适用于量子纠缠的熵，认为量子纠缠至少在某种程度上是可逆的。他们用概率让它起了作用。

发表在《自然通讯》杂志上，来自 RIKEN 量子计算中心的 Bartosz Regula 和来自阿姆斯特丹大学的 Ludovico Lami 合作进行了一项新的、经过同行评议的研究，指出在在论文中总结了量子力学中一个比较棘手的问题：量子纠缠中的一切都能被有意义地逆转，指向“时间之箭”的相反方向吗？这意味着一个概念或系统没有熵，或无序的倾向。量子系统更像是一个整齐的跷跷板，而不是一杯打翻的水或挤出来的牙膏，你可以回到起始位置。

科学家解释说，如果你有两个熵相等的经典（非量子）系统，那么你可以用特定的计算方法直接比较它们。这是因为熵本身就是“一种独特的资源度量-许多人可能认为熵纯粹是一个概念，但对物理学家来说，它也是一个变量和一个关键的描述符，它使描述我们宇宙的工作方程变得平滑。他们解释说，在这种情况下，“两个相等熵的可比态总是可以通过可逆的绝热变换联系起来”，这是一种可以逆转的能量交换。

当物理学家开始发现量子系统的可逆性时，他们开始讨论量子熵是否存在。一个干净的、可计算的量子熵版本将成为一个关键变量，就像它对经典系统一样，给科学家一个立足点来比较不同的状态并得出结论。今天，量子计算领域的发展受到了一定程度的阻碍，因为比较系统和进行简单、一般化的测量来讨论这些系统是非常困难的。

雷古拉和拉米已经建立了一个数学模型，使用概率，而不是纯粹的数学确定性方程的形式，以探讨这些问题。它不只是一个模糊版本的一个现有的方程，相反，它是一个真正的替代品，为相同的目标。熵概念的提出及度量方法的建议对于其他人来说，这是一个良好的开始，可以重新创造并进一步进行自己的研究。

概率就在身边，在流行文化中，它们经常被向上或向下扁平化到100%或0%。在现实中，很少有事情是如此赤裸裸的。在电视节目中，专家考虑10个可能的犯错地点，做一些手势概率，然后将所有的资源发送到一个证明是正确的地方。这可能使现实生活中的调查人员能够使用仔细的观察和可能性将数字从10减少到6或7看起来不那么令人印象深刻。

事实上，这就是研究人员总结他们论文的地方。“这可能不足以确保在实践中存在可重复的、可逆的转变循环。然而，我们认为我们的研究结果的证据表明，可逆性确实可以恢复也在确定性的设置，”其结果刺激进一步研究这一方向，导致最终解决的问题。”

在长期追求科研目标的过程中，概率有很大的价值。即使是描述一个尝试过但失败了的新模型的论文，也可能是非常有用的，甚至是开启下一步理解的必要条件。但概率论在今天尤其盛行，因为计算能力让科学家们描绘出越来越多的可能性。