Экспериментальное исследование принципа Ландауэра в квантовом многочастичном режиме
Учёные распространили принцип Ландауэра на квантовые многочастичные системы, состоящие из множества взаимодействующих квантовых частиц. В их статье, опубликованной в журнале Nature Physics, представлен подход к экспериментальному исследованию этого принципа в квантовом режиме и проверке теоретических предсказаний, основанных на квантовой термодинамике.
Рис. Схема экспериментального протокола. Кредит: Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02930-9
Для проверки принципа Ландауэра в сложной квантовой системе группа учёных использовала квантовый полевой симулятор — систему, которую можно использовать для моделирования поведения частиц и полей, управляемых квантовой механикой. Симулятор опирался на ультрахолодные атомы бозе-газа, ибо при охлаждении до температур около абсолютного нуля они ведут себя как квантовые системы. Эксперимент был проведен в лаборатории Венского технического университета.
Результаты квантовых симуляций совпали с предсказаниями, основанными на квантовой теории поля. Чтобы объяснить свои выводы, пришлось объединить классические физические теории с квантовыми поправками, используя полуклассическую квазичастичную структуру.
Это исследование подчеркивает потенциал квантовых симуляторов на основе ультрахолодных атомов для проверки концепций, лежащих в основе квантовой термодинамики.
