Kuantum dolaşıklığının buhar motorlarıyla derin bir bağlantısı olabilir

bir yıl sonra Tüm olasılıkları dışlamak dışındaJaponya ve Hollanda’dan iki teorik fizikçi, kuantum dolaşıklığın buhar motorlarını çalıştıran, çorapları kurutan ve belki de zamanın okunu tek bir yöne doğru tutan fizikle temel olarak ortak bir yanı olduğunu keşfetti.

Bu evrensel özellik, eğer gerçekten önerdikleri gibi mevcut olsaydı, dolanık sistemler arasındaki tüm geçişleri yönetecek ve fizikçilere kübitleri saymanın ötesinde dolanıklığı ölçme ve karşılaştırma ve dolanık çiftlerle uğraşırken sınırlarını bilme yolu sunacaktı.

Farklı nesnelerin kuantum gizemlerinin matematiksel olarak birleşme eğilimi olan kuantum dolanıklık,… Nicel istatistikler Kaplama ile birlikte. Parçacıklar, atomlar veya moleküller birbirine karıştığında, biri hakkında bir şeyler bilmek bize diğeri hakkında da bir şeyler söyler.

Bu hesaplama hayallerinin peşinde olan fizikçiler, öncelikle iki molekülün birbirine dolaşmış bir durumda nasıl bağlanacağı ve onları rahatsız etmeyecekleri, böylece parçalanmamaları ve bilgiyi büyük mesafeler boyunca güvenilir bir şekilde iletebilecekleri ile ilgilendiler.

Bununla birlikte, dolanık parçacıkları bir kuantum durumundan diğerine dönüştürmenin mümkün olup olmadığı, bunun ne kadar zor olduğu, kaç tane olası düzenlemenin olduğu ve dolaşma sürecinin sonuçta geri döndürülebilir olup olmadığı konusunda daha az düşünülmüştür.

Termodinamikte tersine çevrilebilirlik, sistemi ve evreni neredeyse hiç değiştirmeden geri alınabilen ideal süreçleri tanımlar. Örneğin, suyu ısıyla buhara dönüştürmek bir pistonu hareket ettirebilirken, buharı iten bir piston onu sıcak sıvı durumuna döndürebilir.

Eğer dolanık durumlar da teorik olarak çözülebilseydi, bu durum onlarla başka paralellikler anlamına da gelebilirdi. Termodinamik Kuantum mekaniğinde daha derin bir gerçeğe işaret edebilir.

“Çalışmamız, dolaşıklık teorisinde tersinirliğin gerçekleştirilebilir bir fenomen olduğunun ilk kanıtıdır.” o diyor Japonya’daki RIKEN Kuantum Hesaplama Merkezi’nden kuantum fiziği uzmanı Bartosz Regula, araştırmada Amsterdam Üniversitesi’nden Ludovico Lamy ile işbirliği yaptı.

“Bu sadece kuantum teorisinin temellerinde anında ve doğrudan uygulamalara sahip olmakla kalmayacak, aynı zamanda pratikte dolaşıklıkla etkili bir şekilde başa çıkma becerimizin nihai sınırlamalarını anlamamıza da yardımcı olacaktır.” Eklemek.

Ters süreçler gerçekte gerçekleşemez, teşekkürler Termodinamiğin ikinci yasası. olarak bilinen bir kavrama indirgenir. EntropiKapalı bir sistemdeki herhangi bir yeni durumun, değişiklikten sonra yönünü tamamen tersine çevirmek için gereken enerjiye muhtemelen sahip olmayacağını belirtir.

Bu pistonu tersine çevirmek istiyor musunuz? Enerjiyi başka bir yerden çekmeniz gerekecek. Evren kapalı bir sistem olduğundan ve başka yerden enerji elde edilemediğinden evrenin entropisi sonsuza kadar artacaktır.

Termodinamikte entropi ve tersinirlik arasındaki güçlü ilişki göz önüne alındığında, dolanıklıktaki paralelliği tanımlamanın kuantum dönüşümlerini anlamada derin etkileri olabilir.

Dolanıklığın “entropisini” yaratmak için Regula ve Lamy’nin, tıpkı iş ve ısının termodinamikte dönüştürülebildiği gibi, dolaşıklık dönüşümlerinin de gerçekten tersinir hale getirilebileceğini kanıtlamaları gerekiyordu.

Dolanıklığın bir tür “entropisi” olduğu yönündeki öneri, geçen yıl bir makale yayınlayan Regula ve Lammy’den şaşırtıcı bir değişim. Çalışma Doğa fiziği “Dolaşıklık manipülasyonunun ikinci yasasının hiçbir şekilde olmadığını” iddia eden kişi.

koca bitirdim Dolanık parçacıklar her zaman bu dolanıklığın bir miktar kaybına yol açacağından ve bu asla tam olarak geri getirilemeyeceğinden, bir kuantum durumunu veya kaynağını bir başkasına ve tekrar geri dönüştürmek imkansız olacaktır.

“Dolaşıklık entropisi gibi tek bir niceliğin, dolanık fiziksel sistemlerin izin verilen dönüşümleri hakkında bilinmesi gereken her şeyi bize anlatamayacağı sonucuna varabiliriz.” Al-Lami o zaman şöyle demişti:.

Ancak bu sonuçlar onları caydırmadı. Daha doğrusu onlar Onun önerdiğini sanıyordum Birleşik bir dolaşıklık teorisi, eğer mevcut olsaydı, klasik termodinamiğin yasalarından çok daha karmaşık olurdu. Bu yüzden rakamları çarpıtmaya devam ediyorlar.

Yalnızca bazı zamanlarda işe yarayan ancak daha fazla güç sağlayan olasılıksal dolaşma dönüşümlerini kullanan son gösterileri, ters bir dolaşma çerçevesinin mümkün olabileceğini gösteriyor.

ama Regula itiraf ediyor Dolaşmış parçacıkların dönüşümlerinin pratikte nasıl çalıştığını açıklamak ve bunların yalnızca istatistiksel olarak mümkün olduğunu göstermek değil, “şu ana kadar bunları çözmeye yönelik tüm girişimlerden kaçınan” matematik problemleriyle uğraşmayı da içerir.

Üstelik ikilinin çalışması, bazı kuantum dönüşümlerini karakterize etmeye yönelik önceki girişimlerden farklı bir yaklaşım çünkü yalnızca bazı olasılıklarla (bu olasılıklar ne kadar küçük olursa olsun) elde edilebilecek dönüşümleri hesaba katıyor. Sonuç olarak bu olasılıklar, uygulamada dolaşık durumların tekrarlanabilir ve tersinir dönüşümlerinin varlığını kanıtlamak için yeterli olmayabilir.

“Tersinilebilirlik için tam gereklilikleri anlamak, büyüleyici ve açık bir sorun olmaya devam ediyor.” Regula diyor ki.

Çalışma şu tarihte yayınlandı: Doğa İletişimi.