Les chercheurs de l'Université de Florence et l'Italie Sistemi Complessi Institut a récemment démontré la mesure quantique invasive ne sont pas toujours nuisibles. Dans une étude publiée dans « Physical Review Letters » (Physical Review Letters), il est indiqué, cette masse invasive peut effectivement être utilisé, en utilisant une mesure quantique pour alimenter le moteur de refroidissement.
(Cartes cercle ont été ajoutées ici, s'il vous plaît aller aux titres de vue du client d'aujourd'hui)Michelle Kan Pixi (Michele Campisi) est l'un des chercheurs impliqués dans l'étude, nous avons étudié des phénomènes quantiques. Dans ses travaux récents, il a étudié la thermodynamique des phénomènes quantiques affectent si des dispositifs nanométriques, tels que ceux utilisés dans les dispositifs de calcul quantique.
La plupart de mes collègues dans le domaine étudient la cohérence et l'enchevêtrement, mais seulement quelques personnes dans l'étude d'un autre phénomène réel quantique, appelé la mécanique quantique. Ces études suggèrent la nécessité d'une mesure de contrôle de rétroaction en même temps, comme dans le démon de Maxwell, afin de développer leur potentiel. Donc, commencer à réfléchir à ce problème et trouvé la réponse - en raison de mesures quantique sont très envahissantes, elle aussi accompagnée d'échange d'énergie, il peut être utilisé pour alimenter le moteur, sans la nécessité d'un contrôle de rétroaction. Deuxième loi de la thermodynamique a noté, le flux de chaleur naturelle de l'objet chaud aux objets froids. Des études antérieures ont trouvé qu'il y a deux moyens d'inverser le flux de chaleur naturelle: force d'entraînement d'alimentation externe, en fonction du temps fournis par, ou mis en oeuvre par une boucle de commande de rétroaction pour commander la chaleur du démon de Maxwell.
Dans l'étude, Kan Pixi et ses collègues ont montré que, en fait, il y a une troisième voie pour inverser le flux de chaleur, qui est basée sur la mécanique quantique. Cette technique nécessite l'utilisation de la mesure quantique invasive comme combustible pour entraîner le fluide frigorigène, sans aucun contrôle de rétroaction. Ce mécanisme est appelé mesure quantique des chercheurs ont refroidi (CMQ). cadre mathématique général est une mécanique quantique standard, mais elle doit être mesurée dans tous les aspects de l'étude quantique en utilisant des méthodes numériques refroidies et analytiques avancées, afin d'évaluer sa robustesse à des expériences de bruit, les chercheurs mesure possible projecteur espace dimensions une large gamme d'échantillonnage de Monte Carlo, et l'utilisation de techniques d'apprentissage automatique pour analyser les données de Visualize. Kan Pixi et ses collègues ont utilisé un moteur typique à deux temps à deux qubits démontre QMC.
- Le refroidissement du courant de mesure chauffé est fourni par le quantum d'énergie en mesurant la base de mesure appropriée fjkig invasive est pas effectuée - une commande de rétroaction, des flèches pleines représentent le flux d'énergie. Image: Campisi et al
Ce moteur avec des chercheurs a utilisé des instruments de mesure et des deux sources de chaleur disposées à différentes interactions des températures. Un autre chercheur a mené l'étude Andrea Suofaneili (Andrea Sofanelli) a dit: Nous avons commencé la recherche de la performance thermique optimale avec la tâche d'analyse, ce qui est très difficile. théorème de Birkhoff utilisant une matrice de transition dite (contenant toutes les informations pertinentes à propos de l'échange d'énergie en question) est agencé de manière à simplifier le problème. Mais nous adhérons toujours à ce point de vue, jusqu'à ce que nous avons trouvé un théorème peu connu de l'algèbre linéaire, qui remonte au début des années 1990, a finalement obtenu la solution.
Campisi, Buffoni, Cuccoli, Solfanelli et collègue Paola Verrucchi prouvent la mesure quantique peut être invasive fournir du combustible pour le mécanisme de refroidissement du moteur par QMC ils ont rapporté. QMC aucun contrôle de rétroaction, mais doit être présent dans le projecteur de mesure d'enchevêtrement. Les chercheurs ont calculé la probabilité d'occurrence de QMC référence de mesure sélectionné de façon aléatoire. Ils ont constaté que la probabilité est très forte probabilité d'extraction d'énergie (par exemple de fonctionnement du moteur thermique), mais elle est inférieure à la probabilité des plus importantes opérations (c.-à-évaluées deux bain de chaleur). Un autre chercheur a participé à l'étude du Ku Keli Alessandro (Alessandro Cuccoli) dit: indique que la mesure d'un système quantique constitué par deux bits quantiques peut être généré (sans régulation par rétroaction) effet thermodynamique utiles par eux-mêmes, c'est sans aucun doute les réalisations les plus importantes de recherche.
Ceci est d'une perspective plus large sur le processus de mesure quantique, dans ce processus, le système et son environnement, et l'échange d'énergie mesure d'accompagnement VIENT, sont pris en compte vers le haut. Développé par le moteur thermique de qubit de chercheurs, il peut facilement être conçu comme un dispositif de refroidissement. Cela aidera la fabrication et l'intégration de l'unité de traitement informatique quantique devient possible, ces dispositifs auxiliaires peuvent les faire maintenir les basses températures nécessaires, car il peut être mis en uvre en utilisant les deux qubits. L'autre observation est que, afin d'obtenir un effet thermodynamique utile, le processus de mesure doit impliquer quantique « enchevêtrement », à savoir, deux états d'association quantique spéciaux de qubits, qui révèle la relation étroite entre l'information et l'échange d'énergie, nano moteur approfondir notre compréhension de cette relation est de promouvoir l'un de nos principaux défis de la recherche actuelle et future dans le domaine de la thermodynamique quantique.
La recherche Campisi, Buffoni, Cuccoli, Solfanelli et Verrucchi menées pour mettre en place un nouveau mécanisme pour inverser le flux naturel de la chaleur, aucun contrôle de rétroaction peut interférer la deuxième loi de la thermodynamique. À l'avenir, leurs résultats peuvent avoir de nombreuses applications, par exemple, des équipements de refroidissement pour aider à développer un ordinateur quantique. Les chercheurs impliqués dans l'équipe d'étude fait partie d'une alliance de coopération, la coalition comprend 12 équipes de recherche de classe mondiale de huit pays de l'UE, y compris l'expérimentateur et théoricien. Ils cherchent actuellement les ressources nécessaires pour appuyer les travaux des prochaines années. Kanpi Xi a déclaré: Nous sommes impatients de travailler avec peut-être intéressé par la construction d'une mesure quantique de l'équipe qui fonctionne bien expérience coopération plus froide. Le besoin urgent de comprendre et maîtriser la science des systèmes d'énergie quantique et appareils, et a appelé la communauté internationale à travailler ensemble pour accélérer le développement technologique.
Brocade Park - Sciences Popular Science | Droit d'auteur Sciences X Réseau / Ingrid Fadelli / Phys
Périodique Littérature de référence: "Physical Review Letters"
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.122.070603
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