Физики выявили универсальный скоростной предел для перемешивания квантовой информации
Американские физики-теоретики обнаружили "предел скорости" распространения квантовой информации в больших системах. Опубликовав свои результаты в журнале Physical Review Letters, Амит Викрам и его коллеги из Университета Мэриленда впервые доказали, что это минимальное время тесно связано с энтропией и температурой системы, что, возможно, откроет путь к более глубокому пониманию квантовой информации в широком диапазоне физических условий.
Рис. Исследование выявило нижний предел времени, необходимого для обмена информацией между квантовыми состояниями. Автор фото: Амит Викрам
Учёные расширили свою теорию, используя данные математика Лауры Шоу. В результате анализа физики к выводу о четкой взаимосвязи между конечной энтропией, начальной температурой и временем, необходимым для перемешивания заданного количества единиц квантовой информации.
Было показано, что такой точный предел скорости, зависящий от энтропии и температуры, существует в каждой квантовой системе, тогда как ранее предполагалось, что такие пределы скорости существуют только для систем, в которых каждое взаимодействие включает лишь несколько частиц.
Более глубокое понимание этого скоростного предела позволит теоретикам гораздо лучше понять возникновение теплового поведения в крупномасштабных квантовых системах, включая перспективные архитектуры для квантовых вычислений и обработки информации. Более того, полученные результаты можно будет использовать для изучения концепций, начиная от происхождения некоторых форм хаоса и заканчивая возможностью создания практических технологий квантовой телепортации, а также для разработки более конкретных теорий излучения чёрных дыр.
