Демону Максвелла помогло квантовое запутывание

Измерение в подсистеме А дает информацию о частицах в обеих подсистемах. Изображение из статьи Funo, Watanabe & Ueda, 2012

Физики показали, что учет квантовых эффектов делает перевод информации в энергию еще эффективнее, чем считалось ранее. Работа пока не принята к публикации, но ее препринт доступен на сайте Корнельского университета. Кратко о результатах исследования пишет блог издания Technology Review.

Авторы рассмотрели один из вариантов известного мысленного эксперимента, предложенного Джеймсом Максвеллом еще в 1867 году. Принципиальным нововведением физиков являлся учет в опыте квантового эффекта запутывания.

Суть эксперимента Максвелла, который с первого взгляда опровергает второе начало термодинамики, заключается в следующем. Пусть у нас есть две емкости с газом, разделенные перегородкой. В начале эксперимента температура в емкостях одинакова, то есть средняя скорость движений частиц газа равна. По Максвеллу, некий демон, знающий о скоростях движения каждой молекулы, может по своему усмотрению временно открывать отверстие в перегородке, пропуская в одну емкость только быстрые частицы, а в другую - только медленные. В результате, температура в одной из емкостей станет больше, чем в другой. По законам термодинамики такое не может произойти самопроизвольно.

Парадокс объясняется тем, что информацию, которой обладает демон, тоже необходимо учитывать в термодинамических расчетах. В данном случае источником энергии, разделяющей газы, становится сама информация о скоростях частиц. Таким образом, демон фактически переводит свои знания о системе в энергию. При этом в цельной системе (включающей в том числе и самого демона) и закон сохранения энергии, и второй закон термодинамики строго выполняются.

В новом виртуальном эксперименте физиков в двух емкостях были не обычные частицы, а квантово запутанные между собой. Измерив скорость только одной из таких частиц, можно получить информацию и о другой. Если все частицы в эксперименте попарно запутаны, это означает, что демону потребуется провести в два раза меньше измерений, чем в случае с классическими частицами. Авторы провели статистические расчеты, учитывающие этот эффект, и показали, что при этом увеличивается эффективность работы такого устройства-демона.

Ранее другая группа физиков сконструировала устройство, имитирующее работу демона Максвелла и переводящее информацию в энергию. Подробнее об этом эксперименте можно прочитать здесь.

Обсудить
Наука и техника00:02Сегодня
Стив Джобс

Гнилой пепин

Забытая история худшего в истории продукта от Apple
Африканский «боярышник»
Как спиваются жители Черного континента
Богемская рапсодия
Жертвоприношения, ритуалы и пьянство в самом закрытом мужском клубе США
Старикам здесь не место
В Швейцарии хотят разрешить эвтаназию пожилым людям
Тимофей Бордачев: «Убирайтесь, но заплатите высокую цену»
Европейцы хотят развестись с Британией по-жесткому
Пан или пропал
Киев угрожает арестами активов «Газпрома» за пределами национальной юрисдикции
Вода камень точит
Инвестиционная привлекательность столицы может вырасти на 10 процентов
Сергей КурченкоОтнять и поделить
Какую собственность на Украине все еще может потерять Россия
Кистью и краской
Неизвестные кадры Великой Отечественной через призму советской ретуши
Стив ДжобсГнилой пепин
Забытая история худшего в истории продукта от Apple
Ждите гостей
Доказано существование высокотехнологичной цивилизации в Млечном Пути
Тест и стоимость владения Skoda Superb
Длительный тест универсала Skoda Superb: итоги
Самые крутые участники гонки Pikes Peak
Лучшие автомобили «Гонки в облаках» за ее 101-летнюю историю
Самые качественные машины в мире
Машины каких брендов ездят в сервис реже остальных
Русская рулетка
Как спланировать гонку в 24 часах Ле-Мана и почему эти планы могут не сработать
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе