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
Больно, но полезно
Китай готовится к реформе госкорпораций, чреватой социальным взрывом
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса
Цель — premium
«Дочка» Hyundai — Genesis — презентовала новую модель
Мясо по-бразильски
Чем для российского рынка обернется скандал с некачественной южноамериканской говядиной
Диалектика «Платона»
Как система взимания платы становится инструментом борьбы с поборами на дорогах
Luxury watches are seen at a shop window in Geneva August 2, 2011. REUTERS/Denis Balibouse (SWITZERLAND - Tags: SOCIETY BUSINESS)«Если русский — значит, соришь деньгами»
Рассказ финансиста из Самары, перебравшегося в Женеву
Идеал со сроком годности
От Монро до Кардашьян: как менялись пропорции женской фигуры каждые 10 лет
Спортзал для двоих
Лондонская пара прославилась в сети как самая тренированная в мире
Тест: когда появились «поворотники» и ночное видение?
Непроходимый тест на знание истории… автомобиля!
Место, где живут мозги
Как выглядят штаб-квартиры известнейших автомобильных компаний
Невспаханная «Нива»
12 модификаций легендарного внедорожника, о которых вы не знали
Самые доступные семейные машины
Восемь недорогих автомобилей на семь и более мест
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше