В новаторском открытии исследователи Венского технического университета (TU Wien) подтвердили фундаментальный принцип квантовой физики: удаление информации всегда требует энергии. Это открытие, опубликованное в Австрии, проливает свет на сложные взаимоотношения между информацией и энергией, что может иметь потенциальные последствия для будущих квантовых технологий.
Исследование, проведенное под руководством профессора Йорга Шмидмайера, было сосредоточено на принципе Ландауэра, который гласит, что стирание информации никогда не бывает бесплатным. Этот принцип имеет существенные последствия для квантовых компьютеров и устанавливает фундаментальные ограничения на обработку информации, основанную на квантовой физике. Команда использовала ультрахолодные атомные облака для изучения этого явления.
«Так называемый принцип Ландауэра гласит, что удаление информации никогда не бывает бесплатным», — говорит профессор Йорг Шмидмайер из Института атомов TU Wien. «Независимо от того, как вы храните информацию, независимо от того, насколько экономно и эффективно вы действуете — удаление одного бита всегда приводит как минимум к определенному увеличению энтропии и, следовательно, также к потере энергии». Этот принцип играет важную роль для квантовых компьютеров и устанавливает фундаментальные ограничения для обработки информации, основанной на квантовой физике.
Команда охладила тысячи атомов рубидия и захватила их на атомном чипе. Тщательно измеряя интерференцию между двумя атомными облаками, они смогли определить, как теряется информация и передается энтропия. Это позволило им подтвердить, что принцип Ландауэра справедлив даже в сложных многочастичных квантовых системах.
«Это важное подтверждение того, что информация и квантовая физика на самом деле переплетены таким захватывающим и глубоким образом, как думал Рольф Ландауэр», — говорит Йорг Шмидмайер. «Это дает нам лучшее понимание будущих квантовых технологий, а также приближает нас к пониманию фундаментальных вопросов квантовой физики, особенно в отношении все еще загадочного процесса измерения и поведения многочастичных систем».