فیزیک‌دانان یک دماسنج برای اندازه‌گیری ‘کوانتومی بودن’ ایجاد کردند
جریان گرمای «غیرعادی» که در نگاه اول به نظر میرسد قانون دوم ترمودینامیک را نقض می‌کند، به فیزیک‌دانان روشی برای تشخیص درهم‌تنیدگی کوانتومی بدون تخریب آن می‌دهد.
دماسنجی برای سنجش کوانتومی بودن
فیزیک‌دانان روش جدیدی برای تشخیص “کوانتومی بودن” سیستم‌ها بدون تخریب حالت‌های ظریف کوانتومی مانند درهم‌تنیدگی و برهم‌نهی توسعه داده‌اند. این روش مبتنی بر جریان گرمای غیرعادی است که در سطح کوانتومی می‌تواند برخلاف انتظار کلاسیک از جسم سرد به جسم گرم جریان یابد. این پدیده نقض واقعی قانون دوم ترمودینامیک نیست، بلکه بیانگر فرمول‌بندی کامل‌تری است که فیزیک کوانتومی طلب می‌کند.
- تشخیص بدون تخریب: با اتصال سیستم کوانتومی به یک حافظه کوانتومی و یک چاه گرمایی، می‌توان جریان گرما را به گونه‌ای کاتالیز کرد که وجود درهم‌تنیدگی را بدون اندازه‌گیری مستقیم و تخریب آن آشکار سازد.
- کاربرد در رایانش کوانتومی: این روش می‌تواند برای تأیید عملکرد واقعی رایانه‌های کوانتومی و اطمینان از استفاده آن‌ها از منابع کوانتومی به کار رود.
- ارتباط اطلاعات و ترمودینامیک: این تحقیق ارتباط عمیق بین اطلاعات و قوانین ترمودینامیک را نشان می‌دهد، جایی که «سوخت» برای جریان گرمای معکوس، اطلاعات متقابل بین سیستم‌های درهم‌تنیده است.
نیکول یونگر هالپرن گفت: «من عاشق این ایده هستم که کمیت‌های ترمودینامیکی می‌توانند پدیده‌های کوانتومی را سیگنال دهند. این موضوع اساسی و عمیق است.» الکساندرو د اولیویرا جونیور توضیح داد: «اگر تنها سعی کنید مستقیماً روی سیستم کوانتومی اندازه‌گیری کنید، درهم‌تنیدگی آن را پیش از حتی آغاز فرآیند تخریب خواهید کرد.»
این نوآوری نه تنها یک ابزار عملی برای تضمین فناوری‌های کوانتومی future ارائه می‌دهد، بلکه حتی ممکن است برای بررسی ماهیت کوانتومی گرانش نیز به کار گرفته شود.