Физики-теоретики из Тринити-колледжа в Дублине нашли глубокую связь между одним из самых поразительных особенностей квантовой механики — квантовая запутанность — и thermalisation, которая представляет собой процесс, в котором что-то приходит в тепловое равновесие с окружающей средой.
Их результаты опубликованы сегодня [в пятницу 31 января 2020] в журнале «физическое обозрение» письма.
Мы все знакомы с thermalisation-просто подумайте, как кофе нагреется до комнатной температуры с течением времени. Квантовая запутанность с другой стороны-это другая история.
Но работы Бренес Марлон, кандидат наук, и профессор Джон Гулд из троицы, в сотрудничестве с Сильвией Pappalardi и профессора Алессандро Силва в SISSA в Италии, показывает, как неразрывно связаны между собой.
Объясняя важность открытия, профессор Гулд, лидер группы Троица QuSys, объясняет:
«Квантовая запутанность-это парадоксальная особенность квантовой механики, которая позволяет частиц, которые взаимодействуют друг с другом в какой-то момент стать коррелируют таким образом, что невозможно в классическом. Измерение одной частицы влияет на результаты измерений других-даже если они световых лет друг от друга. Эйнштейн назвал этот эффект жуткий действия на расстоянии'».
«Получается, что обвитие-это не только жуткий, но на самом деле повсеместно и в том, что еще более удивительно, что мы живем в эпоху, когда технологии начинают использовать эту функцию, чтобы выполнить подвиги, которые были подуманы, что было невозможно всего несколько лет идти. Эти квантовые технологии активно развивается в частном секторе с такими компаниями, как Google и IBM лидируют в гонке».
Но как все это надо делать с холодным кофе?
Профессор Гулд уточняет: «когда вы приготовите чашку кофе и оставьте его на некоторое время, она будет остывать до достижения температуры окружающего. Это thermalisation. В физике мы говорим, что процесс необратим, как мы знаем, наша некогда теплый кофе не остынет, а затем волшебным образом тепло обратно вверх. Как необратимость и тепловое поведение возникает в физических системах-это то, что очаровывает меня, как ученого, как это применяется на весы как малы атомы, до чашки кофе, и даже к эволюции самой Вселенной. В физике, статистической механике-это теория, которая направлена на понимание этого процесса с микроскопической точки зрения. Для квантовых систем, появление thermalisation, как известно, хитрый и находится в центре внимания данного исследования».
Так что все это надо делать с обвитием и как ваши результаты?
«В статистической механике существуют различные способы, известные как ансамбли, в которых можно описать как систему thermalizes, все из которых считаются равноценными, если у вас есть большие системы (примерно на масштабах 10^23 атомов). Однако, то, что мы показываем в нашей работе заключается в том, что не только запутанность присутствует в процессе, но его структура сильно отличается в зависимости от того, какой путь вы выберете, чтобы описать свою систему. Таким образом, это дает нам возможность проверить основополагающие вопросы в статистической механике. Идея является общей и может применяться к различным системам так как атомы в черной дыре двое».
Бренес Марлон, кандидат наук в Тринити и первый автор бумаги, используют супер-компьютеры для моделирования квантовых систем, чтобы проверить идею.
Бренес, численное специалист, сказал: «численное моделирование для данного проекта, которое я провел на пределе, что в настоящее время можно сделать на уровне высокопроизводительных вычислений. Чтобы запустить код, который я использовал Национального фонда, сайт ichec, и новый Кей машина есть. Так, а также является фундаментальным результатом работы помог нам действительно раздвинуть границы этого типа вычислительный подход и доказать, что наши коды и национальной архитектуры выступают на передний край.»
Профессор Гулд обеспечиваются СФИ-Королевского Общества исследований Университета и Европейского Совета, начиная Гранта.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!