एक अभूतपूर्व खोज में, वियना यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी (TU Wien) के शोधकर्ताओं ने क्वांटम भौतिकी के एक मौलिक सिद्धांत की पुष्टि की है: सूचना हटाने के लिए हमेशा ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ऑस्ट्रिया में प्रकाशित यह खोज सूचना और ऊर्जा के बीच जटिल संबंध पर प्रकाश डालती है, जिसका भविष्य की क्वांटम तकनीकों के लिए संभावित प्रभाव है।
प्रोफेसर जोर्ग श्मिडमेयर के नेतृत्व में, शोध लैंडाउर सिद्धांत पर केंद्रित था, जो बताता है कि सूचना को मिटाना कभी भी मुफ्त नहीं होता है। इस सिद्धांत का क्वांटम कंप्यूटरों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ है और क्वांटम भौतिकी पर आधारित सूचना प्रसंस्करण पर मौलिक सीमाएं निर्धारित करता है। टीम ने इस घटना का अध्ययन करने के लिए अल्ट्राकोल्ड एटम बादलों का उपयोग किया।
“तथाकथित लैंडाउर सिद्धांत बताता है कि सूचना हटाना कभी भी मुफ्त नहीं होता है,” टीयू वियन के एटोमिनस्टीट्यूट के प्रोफेसर जोर्ग श्मिडमेयर कहते हैं। “कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप सूचना को कैसे संग्रहीत करते हैं, कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप कितनी सावधानी और कुशलता से आगे बढ़ते हैं - एक बिट को हटाने से हमेशा कम से कम एक निश्चित एन्ट्रापी में वृद्धि होती है और इस प्रकार ऊर्जा का नुकसान भी होता है।” यह सिद्धांत क्वांटम कंप्यूटरों के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और क्वांटम भौतिकी पर आधारित सूचना प्रसंस्करण के लिए मौलिक सीमाएं निर्धारित करता है।
टीम ने हजारों रूबिडियम परमाणुओं को ठंडा किया और उन्हें एक एटम चिप पर फंसाया। दो एटम बादलों के बीच हस्तक्षेप को सावधानीपूर्वक मापकर, वे यह निर्धारित कर सकते थे कि सूचना कैसे खो जाती है और एन्ट्रापी कैसे स्थानांतरित होती है। इससे उन्हें यह पुष्टि करने की अनुमति मिली कि लैंडाउर सिद्धांत जटिल, बहु-कण क्वांटम प्रणालियों में भी सही है।
“यह एक महत्वपूर्ण पुष्टि है कि सूचना और क्वांटम भौतिकी वास्तव में इस तरह से आपस में जुड़े हुए हैं, जैसा कि रॉल्फ लैंडाउर ने सोचा था,” जोर्ग श्मिडमेयर कहते हैं। “यह हमें भविष्य की क्वांटम तकनीकों की बेहतर समझ देता है - और यह हमें क्वांटम भौतिकी के मूलभूत प्रश्नों की समझ के करीब भी लाता है, खासकर अभी भी रहस्यमय माप प्रक्रिया और बहु-कण प्रणालियों के व्यवहार के संबंध में।”