量子计算中的绝对零度，科学家提出“量子版本”热力学第三定律

发布时间：2023-04-08 08:53:26 所属栏目：动态来源：

导读：信息与热力学：一个明显的矛盾

当量子粒子达到绝对零度时，它们的状态是精确已知的：它们保证处于能量最低的状态。然后，这些粒子不再包含任何关于它们以前处于什么状态的信息。粒子之前可能发生的一切都会被完美

信息与热力学：一个明显的矛盾

当量子粒子达到绝对零度时，它们的状态是精确已知的：它们保证处于能量最低的状态。然后，这些粒子不再包含任何关于它们以前处于什么状态的信息。粒子之前可能发生的一切都会被完美地擦除。从量子物理学的角度来看，这些冷却和删除信息实际上是密切相关的。

能量、时间和复杂性

问题的根源在于，热力学是在19世纪为经典物体——蒸汽机、冰箱或发光的煤块——制定的。当时，人们对量子理论一无所知。如果我们想了解单个粒子的热力学，我们首先必须分析热力学和量子物理学是如何相互作用的——这正是Marcus Huber和他的团队所做的。

删除量子计算机中的数据

“因此，如果你想完美地擦除量子计算机中的量子信息，并在此过程中将量子比特转移到完美的基态，那么理论上你需要一台无限复杂的量子计算机，它可以完美地控制无限数量的粒子，”马库斯·胡贝尔说。然而，在实践中，完美并不是必需的——没有机器是完美的。这足以让量子计算机很好地完成它的工作。所以这种新的结果原则上不妨碍未来量子计算机的进一步发展。

在量子技术的实际应用中，温度在今天起着关键作用——温度越高，量子态就越容易断裂，无法用于任何技术用途。Marcus Huber说：“这正是为什么更好地理解量子理论和热力学之间的联系如此重要。目前在这一领域有很多有趣的进展。慢慢地，我们可以看到非线性物理学的这两个不同的重要研究部分之间是如何错综复杂地交织在一起的。”

（编辑：汽车网）

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