Демону Максвелла помогло квантовое запутывание

Демону Максвелла помогло квантовое запутывание

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.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Мозг пятилетнего ребенка оказался пожирателем энергии
Мозг пятилетнего ребенка оказался «энергетическим монстром» — он потребляет вдвое больше глюкозы, чем мозг взрослого, выяснили антропологи из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США). Это открытие помогло понять, почему дети растут гораздо медленнее, чем детеныши других ..
2014-08-26 2127 0 Разное, интересное
0
Выполнение закона Мура на протяжении 50 лет стало сюрпризом для его автора
Основатель Intel Гордон Мур признался, что удивлен точным исполнением открытого им закона на протяжении полувека. Об этом он заявил, отвечая на вопрос корреспондента «Ленты.ру». «В 1965-м передо мной не стояла задача вывести некий закон. От меня требовалось снизить стоимость комплектующих ..
2015-03-26 1362 0 Разное, интересное
0
Физики поставили рекорд по нарушению реальности
Швейцарские физики впервые продемонстрировали парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена (ЭПР-парадокс) на квантовой системе, состоящей из 600 атомов рубидия. Ученым удалось нарушить локальный реализм, осуществив запутывание между двумя частями облака сверхохлажденного газа и доказав возможность управления ..
2018-05-02 7782 0 Разное, интересное
0
В ДНК человека нашли следы древнего вымершего вируса
Ученые из США и Великобритании обнаружили в ДНК некоторых приматов, включая человека, следы древнего ретровируса HERV-T. На основе найденных остатков был восстановлен ген, что помогло выяснить, почему этот вирус исчез. Статья исследователей была опубликована в журнале eLife, кратко о ней рассказывает ..
2017-04-13 6913 0 Разное, интересное
0
Гипотезу об инопланетянах у звезды KIC 8462852 проверили лазерными импульсами
Астрономы не зафиксировали мощных лазерных импульсов от звезды KIC 8462852, загадочное мерцание которой привлекло внимание ученых в октябре 2015 года (когда рядом с ней начали искать следы инопланетной цивилизации). Об этом сообщили в журнале препринтов arXiv.Данные с космической обсерватории ..
2015-12-12 1380 0 Разное, интересное
0
Установлен биохимический механизм антидепрессивного действия алкоголя
Американские ученые обнаружили, что однократный прием алкоголя включает тот же биохимический механизм, что и «быстрые антидепрессанты» из группы антагонистов глутаматных NMDA-рецепторов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. Прием этилового спирта временно облегчает симптомы депрессии, поэтому люди с этим заболеванием зачастую прибегают ..
2016-10-01 1171 0 Разное, интересное
0
Как британца чуть не отправили в космос на гитлеровской ракете
Дерзкий британский проект, разработанный сразу после окончания Второй мировой войны, чуть было не завершился отправкой человека в космос на борту ракеты немецкой разработки, рассказывает корреспондент BBC Future. Летом 1945 г., когда война в Европе уже завершилась, союзники по Антигитлеровской ..
2015-09-04 3535 0 Разное, интересное
0
Подземные лодки: секретные разработки
Практически с самого начала своего существования человек хотел то подняться в небеса, то опуститься под землю, и даже достичь центра планеты. Однако все эти мечты воплощались лишь в фантастических романах и сказках: «Путешествие к центру Земли» Жюля Верна, «Подземный огонь» Шузи, ..
2013-02-11 1920 0 Разное, интересное
0
Давайте разберёмся с гравитацией. Настоящая наука
В сегодняшней земной науке сфальсифицировано всё: все основные законы естествознания оказались извращены на 100% Все наши представления о структуре Мироздания не имеют никакого отношения к реальности! Мы почти ничего не знаем...Я решил по мере сил и возможностей подробнее остановиться на освещении научного наследия ..
2014-10-09 4737 0 Разное, интересное
0
Мобильники пятидесятых - рядовая сенсация космической эры
Впервые устройства, которые мы сегодня называем мобильными телефонами, были изобретены в СССР в пятидесятых годах, за несколько лет до их повторного «изобретения» в США. Причём уровень техники и простота решений "карманных радиофонов" для того времени были лучшими в мире. 1. МАРТИН КУПЕР ..
2014-01-31 1354 0 Разное, интересное
0
Сколково планирует сотрудничество с Китаем
Фонд «Сколково» заинтересован в привлечении крупных китайских компаний в качестве своих ключевых партнеров, заявила российским журналистам в Пекине вице-президент фонда, руководитель департамента по международным отношениям и связям с общественностью Седа Пумпянская. В ходе государственного визита в Китай президента ..
2012-06-9 1791 0 Разное, интересное
5
Инженер Nasa создал маленькую подводную субмарину
Если вы мечтаете посмотреть морские просторы или просто обследовать какое нибудь озеро, то вам на помощь придет OpenROV - подводная машина с дистанционным управлением,сообщает «WordScience.org». Это очень увлекательное устройство. Им управляет наземный оператор , который наблюдает в режиме реального времени за всем ..
2012-06-9 1690 0 Разное, интересное
0
Химерные вирусы перемешали ДНК и РНК
Ученые обнаружили в горячих источниках геном микроорганизма, в котором содержались как гены ДНК- так и РНК-содержащих вирусов. Работа опубликована в журнале Biology Direct. Исследователи собирали образцы в горячих источниках в национальном парке Лассен-Волканик в США. Они определяли последовательность всей ДНК, содержащейся ..
2012-06-9 1826 0 Разное, интересное
0
Для Олимпиады-2014 готовят умный лед
На сочинской Олимпиаде-2014 спортсмены будут соревноваться на особом, "умном" покрытии. Формулы снега и льда разрабатывают в лаборатории. Ведь для каждого вида спорта требуется свой лед с особой структурой, температурой и прочностью: для фигуристов - помягче, для хоккеистов - потверже. Такой лед сможет даже ..
2012-06-9 1769 0 Разное, интересное
0
За водкой и спиртом проследят из космоса
Росалкогольрегулирование разрабатывает систему контроля за производителями алкоголя с помощью снимков со спутников. Подведомственная правительству РФ Федеральная служба по регулированию алкогольного рынка (Росалкогольрегулирование) будет при помощи космических спутников контролировать производство и оборот спирта и алкогольной продукции. В Росалкогольрегулировании «Известиям» пояснили, что главная ..
2012-06-10 1625 0 Разное, интересное
0