Ssylka

Тепловой след квантовых свойств

Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, демонстрирует синтез термодинамики и квантовой информации, вдохновлённый мысленным экспериментом демона Максвелла XIX века, при котором воображаемый наблюдатель сортирует молекулы газа по скоростям.
Тепловой след квантовых свойств
Изображение носит иллюстративный характер

Предлагаемая методика основывается на измерении изменений энергии в тепловой среде, что позволяет косвенно выявлять квантовые свойства без необходимости прямого вмешательства, приводящего к коллапсу квантового состояния.

Как отметил д‑р Alexssandre de Oliveira Junior из Технического университета Дании, «Вдохновившись демоном Максвелла, знаменитым мысленным экспериментом в физике, мы исследовали, что происходит, если заменить классическую память квантовой». Замена классической памяти на квантовую выявляет фундаментальную связь между тепловым обменом и специфическими квантовыми эффектами.

Профессор Jonatan Bohr Brask из Технического университета Дании подчеркнул: «То, что делает наш подход захватывающим, заключается в том, что он не зависит от конкретной модели или системы. Вместо этого мы можем исследовать фундаментальные ограничения теплообмена в квантовом процессе, просто измеряя термический анцилляр, действующий как окружающая среда».

Профессор Patryk Lipka-Bartosik из Ягеллонского университета (Польша) продемонстрировал возможности реализации данного подхода на экспериментальных платформах, таких как ядерный магнитный резонанс и система cavity‑QED со сверхпроводящими кубитами, что открывает перспективы для применения в одноэлектронных устройствах и установках с ловушечными ионами.

Теоретическая схема эксперимента предполагает, что основная квантовая система взаимодействует с тепловой средой при участии квантовой памяти, которая, не обмениваясь энергией, аккумулирует квантовую информацию и влияет на динамику теплообмена. В иллюстративном примере участники, Алиса и Боб, измеряют энергию термического анцилляра до и после применения единичной операции, позволяющей сравнить изменения с теоретически установленными границами и выявить наличие квантовой сплетенности.

В отличие от традиционных методов, требующих прямых измерений и приводящих к неизбежному разрушению квантовой информации, подход на основе анализа теплового обмена сохраняет целостность системы и минимизирует влияние внешнего шума.

Разработанная методика применяется для обнаружения квантовой сплетенности и сертификации когерентности, её экспериментальные реализации проводятся с использованием технологий NMR и cavity‑QED, а также рассматриваются возможности применения в исследованиях одноэлектронных систем и ловушечных ионных установок, что способствует углублению взаимосвязи между термодинамикой и квантовой информацией.

Объединение понятий теплового потока и квантовой памяти позволяет упростить процедуру выявления многочастичных корреляций, традиционно требующих экспоненциальных затрат, что подчеркивает фундаментальную значимость исследования в изучении квантовых ограничений теплообмена.


Новое на сайте

18295Как сервис для получения SMS-кодов стал оружием для мошенников по всему миру? 18294Сообщения в iOS 26: от ИИ-фонов до групповых опросов 18293Почему для исправления «техношеи» нужно укреплять мышцы, а не растягивать их? 18292Как новорожденная звезда подала сигнал из эпицентра мощнейшего взрыва? 18291Нотный рецепт: как наука превращает музыку в обезболивающее 18290Что превращает кофейное зерно в идеальный напиток? 18289Как пробуждение древних микробов и тайны черных дыр меняют наше будущее? 18288Как 3500-летняя крепость в Синае раскрывает секреты египетской военной мощи? 18287Китайская кибергруппа Silver Fox расширяет охоту на Японию и Малайзию 18286Набор инструментов Kobalt на 297 предметов в Lowe's всего за $99 18285Анатомия вирусного успеха дубайского шоколада 18284Почему лемуры Мадагаскара нарушают общепринятые законы эволюции? 18283Капля крови против рака: новая эра диагностики онкологии 18282Как северокорейские хакеры создают универсальное кибероружие из двух вредоносных программ? 18281Как пугало проиграло войну с птицами и стало культурным символом