Считывание квантовых часов оказалось энергозатратнее их работы
Исследование Оксфордского университета показало, что «считывание» показаний квантовых часов требует значительно больше энергии, чем их работа. Энергия, необходимая для измерения квантовых сигналов, может превосходить энергию работы самого часового механизма в миллиард раз.
Ученые создали микроскопические часы на основе двойной квантовой точки, где прыжки отдельных электронов между наноразмерными областями служили «тиками». Для их обнаружения использовались два метода: измерение слабых электрических токов и регистрация изменений в системе с помощью радиоволн.
Графическая иллюстрация разницы в энергии между работой квантовых часов (слева) и считыванием их «тиков» (справа). Авторы: Наталия Арес, Вивек Вадхия, Федерико Феделе.
Расчеты энтропии показали, что основная энергия рассеивается именно в процессе измерения, когда квантовый сигнал преобразуется в классические данные. Это опровергает прежние представления о том, что затраты на измерение в квантовой физике незначительны.
Аспирант Вивек Вадхия настраивает криостат для эксперимента с квантовыми часами. Автор: Мартына Сенкевич.
Профессор Наталия Арес, ведущий автор исследования, отметила: «В квантовых часах стоимость квантовых «тиков» значительно превышает стоимость работы самого механизма».
Исследователи считают, что этот дисбаланс можно использовать для создания более точных часов, поскольку дополнительная энергия измерения позволяет получать более детальную информацию о поведении системы.
Аспирант Вивек Вадхия настраивает криостат для эксперимента с квантовыми часами. Автор: Мартына Сенкевич.
Соавтор работы Флориан Майер добавил, что результаты также затрагивают фундаментальные вопросы физики, включая направленность времени, поскольку именно акт измерения делает процесс необратимым.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
0 комментариев