دانشمندان برای اولین بار مشاهده کردند که چگونه اطلاعات در سیستم‌های کوانتومی از بین می‌رود

Nature: سیستم کوانتومی برای اولین بار اطلاعات را «فراموش می‌کند»

به گزارش مجله خبری نگار/محققان دانشگاه صنعتی وین و دانشگاه آزاد برلین برای اولین بار به صورت تجربی ثبت کرده‌اند که چگونه یک سیستم کوانتومی اطلاعات را «فراموش» می‌کند و یک اصل فیزیکی اساسی را تأیید کرده‌اند: حذف اطلاعات همیشه با از دست دادن انرژی و افزایش آنتروپی همراه است. این کار در مجله Nature Physics منتشر شده است.

در دهه ۱۹۶۰، فیزیکدان رولف لانداور این تز را تدوین کرد: حذف اطلاعات بدون صرف انرژی نمی‌تواند اتفاق بیفتد - این کار همیشه منجر به آزاد شدن گرما می‌شود. اکنون، چند دهه بعد، این اصل برای اولین بار در یک سیستم کوانتومی پیچیده چند ذره‌ای تأیید شده است.

این تیم، ابر‌های متشکل از هزاران اتم روبیدیوم را تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد کردند و آنها را روی یک تراشه اتمی به دام انداختند. سپس دو ابر آزاد شده و با هم برخورد کردند. سیستم به دو بخش تقسیم شد: یکی خود سیستم کوانتومی و دیگری «محیط» آن که اطلاعات با آن تبادل می‌شد.

با اندازه‌گیری میزان تعامل بین ابرها، دانشمندان توانستند چگونگی از دست رفتن اطلاعات و چگونگی افزایش آنتروپی، معیاری از بی‌نظمی، را ردیابی کنند. این امر تأیید مستقیمی بر این شد که اصل لانداور حتی در سیستم‌های کوانتومی پیچیده نیز صادق است. تا زمانی که سیستم ایزوله باشد، می‌توان حالت آن را از داده‌ها پیش‌بینی یا بازسازی کرد. اما به محض اینکه با محیط خارجی - مثلاً با یک دستگاه اندازه‌گیری - تعامل می‌کند، اطلاعات از بین می‌رود و این فرآیند برگشت‌ناپذیر می‌شود.

پروفسور یورگ اشمیدمیر از دانشگاه فنی وین توضیح داد: «حذف اطلاعات فقط یک اقدام انتزاعی نیست. بلکه هزینه فیزیکی هم دارد.»

به گفته‌ی ینس آیزرت، نظریه‌پرداز دانشگاه آزاد برلین، پلتفرم اتم فوق‌سرد فرصتی بی‌نظیر برای بررسی کمی پرسش‌های اساسی ارائه می‌دهد: اینکه اندازه‌گیری‌ها در مکانیک کوانتومی چگونه رخ می‌دهند و از دست دادن اطلاعات به چه معناست.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری