量子物理學突破:資訊刪除總是需要能量

编辑者: Vera Mo

在維也納科技大學(TU Wien)的研究人員取得的一項突破性發現中,證實了量子物理學的一項基本原理:刪除資訊總是需要能量。這項在奧地利發表的發現揭示了資訊與能量之間錯綜複雜的關係,並可能對未來的量子技術產生影響。

這項研究由Jörg Schmiedmayer教授領導,重點關注蘭道爾原理,該原理指出擦除資訊並非免費。這一原理對量子計算機具有重要意義,並為基於量子物理學的資訊處理設定了基本限制。研究小組使用超冷原子雲來研究這一現象。

“所謂的蘭道爾原理指出,刪除資訊並非免費,”維也納科技大學原子研究所的Jörg Schmiedmayer教授說。“無論您如何儲存資訊,無論您如何節儉和高效地進行操作——刪除一個位元總是會導致至少一定的熵增加,從而導致能量損失。”這一原理在量子計算機中起著重要作用,並為基於量子物理學的資訊處理設定了基本限制。

研究小組冷卻了數千個銣原子,並將它們捕獲在原子晶片上。通過仔細測量兩個原子雲之間的干涉,他們可以確定資訊是如何丟失以及熵是如何轉移的。這使他們能夠確認蘭道爾原理即使在複雜的多粒子量子系統中也成立。

“這是一個重要的確認,即資訊和量子物理學實際上以如此令人興奮和深刻的方式交織在一起,正如Rolf Landauer所認為的那樣,”Jörg Schmiedmayer說。“這使我們更好地理解了未來的量子技術——它也使我們更接近於理解量子物理學的基本問題,特別是關於仍然神秘的測量過程和多粒子系統的行為。”

來源

  • idw - Informationsdienst Wissenschaft e.V.

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