量子物理学突破:信息删除总是需要能量

编辑者: Vera Mo

在维也纳工业大学(TU Wien)的研究人员取得的一项突破性发现中,证实了量子物理学的一项基本原理:删除信息总是需要能量。这项在奥地利发表的发现揭示了信息与能量之间错综复杂的关系,并可能对未来的量子技术产生影响。

这项研究由Jörg Schmiedmayer教授领导,重点关注兰道尔原理,该原理指出擦除信息并非免费。这一原理对量子计算机具有重要意义,并为基于量子物理学的信息处理设定了基本限制。研究小组使用超冷原子云来研究这一现象。

“所谓的兰道尔原理指出,删除信息并非免费,”维也纳工业大学原子研究所的Jörg Schmiedmayer教授说。“无论您如何存储信息,无论您如何节俭和高效地进行操作——删除一个比特总是会导致至少一定的熵增加,从而导致能量损失。”这一原理在量子计算机中起着重要作用,并为基于量子物理学的信息处理设定了基本限制。

研究小组冷却了数千个铷原子,并将它们捕获在原子芯片上。通过仔细测量两个原子云之间的干涉,他们可以确定信息是如何丢失以及熵是如何转移的。这使他们能够确认兰道尔原理即使在复杂的多粒子量子系统中也成立。

“这是一个重要的确认,即信息和量子物理学实际上以如此令人兴奋和深刻的方式交织在一起,正如Rolf Landauer所认为的那样,”Jörg Schmiedmayer说。“这使我们更好地理解了未来的量子技术——它也使我们更接近于理解量子物理学的基本问题,特别是关于仍然神秘的测量过程和多粒子系统的行为。”

来源

  • idw - Informationsdienst Wissenschaft e.V.

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