In een baanbrekende ontdekking hebben onderzoekers van de Technische Universiteit van Wenen (TU Wien) een fundamenteel principe van de kwantumfysica bevestigd: het wissen van informatie vereist altijd energie. Deze bevinding, gepubliceerd in Oostenrijk, werpt licht op de ingewikkelde relatie tussen informatie en energie, met potentiële implicaties voor toekomstige kwantumtechnologieën.
Het onderzoek, onder leiding van professor Jörg Schmiedmayer, richtte zich op het Landauer-principe, dat stelt dat het wissen van informatie nooit gratis is. Dit principe heeft belangrijke implicaties voor kwantumcomputers en stelt fundamentele grenzen aan informatieverwerking gebaseerd op kwantumfysica. Het team gebruikte ultracoude atoomwolken om dit fenomeen te bestuderen.
“Het zogenaamde Landauer-principe stelt dat het wissen van informatie nooit gratis is”, zegt professor Jörg Schmiedmayer van het Atominstitut van de TU Wien. “Hoe je informatie ook opslaat, hoe zuinig en efficiënt je ook te werk gaat - het wissen van één bit resulteert altijd in minstens een bepaalde toename van de entropie en dus ook een verlies van energie.” Dit principe speelt een belangrijke rol voor kwantumcomputers en stelt fundamentele grenzen aan informatieverwerking op basis van kwantumfysica.
Het team koelde duizenden rubidiumatomen af en ving ze op een atoomchip. Door zorgvuldig de interferentie tussen twee atoomwolken te meten, konden ze bepalen hoe informatie verloren gaat en hoe entropie wordt overgedragen. Hierdoor konden ze bevestigen dat het Landauer-principe zelfs in complexe, veeldeeltjes kwantumsystemen geldt.
“Dit is een belangrijke bevestiging dat informatie en kwantumfysica daadwerkelijk op zo'n opwindende en diepgaande manier met elkaar verweven zijn, zoals Rolf Landauer dacht”, zegt Jörg Schmiedmayer. “Dit geeft ons een beter begrip van toekomstige kwantumtechnologieën - en het brengt ons ook dichter bij een begrip van de fundamentele vragen van de kwantumfysica, vooral met betrekking tot het nog steeds mysterieuze meetproces en het gedrag van veeldeeltjes systemen.”