Физики придумали квантовый трюк, который поможет достичь абсолютного нуля

Ученые изобрели квантовый трюк, который поможет добиться абсолютного нуля. Абсолютный нуль, или состояния полного покоя — это недостижимая цель, которую физики преследуют уже годами. До сих пор законы физики мешали им достичь цели, однако международная группа исследователей определила новый путь исследования материи при низких температурах.

Об этом пишет ScienceAlert.

Согласно третьему закону термодинамики, отвод тепловой энергии от группы частиц для их охлаждения до абсолютного нуля всегда будет нуждаться в бесконечном количестве шагов. Для этого, соответственно, нужно бесконечное количество энергии, что делает поиск абсолютного нуля серьезной задачей.

Проблема станет еще сложнее, если мы рассмотрим ее в контексте квантовой физики. Квантовая теория описывает частицы в соответствии с вариативом возможностей: после измерения частица имеет конкретное состояние, но ее положение остается не очень определенными. Частица же в теоретической точке абсолютного нуля не двигалась бы, то есть ее положение было бы определенным. Квантовые данные относительно ее прежней позиции были бы фактически стерты.

Принцип Ландауэра утверждает, что удаление фрагмента информации требует минимального количества энергии, поэтому может существовать два решения этого парадокса: для достижения абсолютного нуля может потребоваться нескончаемое количество времени или энергии или, как альтернатива, удаление нескончаемого количества сложности.

Как абсолютный нуль связан с квантовой теорией?

Исследователи обнаружили, что квантовые системы, позволяющие достичь абсолютного состояния даже при конечной энергии можно определить в конечное время. Однако, эти специальные квантовые системы обладают еще одним важным свойством: они бесконечно сложны.

Увеличение сложности систем является еще одним способом приблизиться к абсолютному нулю или по крайней мере двигаться быстрее. По словам физика элементарных частиц Маркуса Губера, "если вы хотите идеально стереть квантовую информацию в квантовом компьютере и в процессе перевести кубит в идеально чистое основное состояние, то теоретически вам понадобится бесконечно сложный квантовый компьютер, который может идеально контролировать бесконечное количество частиц".

Исследователи, участвующие в этом исследовании, также предполагают, что их выводы могут быть использованы для лучшего понимания связи между квантовой механикой и термодинамикой, что может иметь последствия для многих других областей физики и техники. Поскольку они продолжают исследовать новый квантовый трюк для достижения абсолютного нуля, мы можем ожидать многих других увлекательных событий в области физики низких температур.

Кстати, недавно мы писали о том, что находится с другой стороны месяца.