Эти крошечные квантовые часы скрывают загадку энергии в миллиард раз
Ученые обнаружили, что считывание показаний квантовых часов требует в миллиарды раз больше энергии, чем их работа, что переворачивает представления о квантовых измерениях
Короткое резюме
Исследователи из Оксфордского университета создали миниатюрные квантовые часы на основе прыжков отдельных электронов и обнаружили фундаментальный парадокс: энергия, необходимая для считывания показаний часов, может превышать энергию работы самих часов в миллиард раз. Это открытие ставит под сомнение предыдущие предположения о незначительности энергозатрат на измерения в квантовой физике.
Часы использовали прыжки электронов между двумя наноразмерными областями (двойной квантовой точкой) в качестве «тиков». Исследователи применили два метода измерения: регистрацию крайне малых электрических токов и детектирование радиоволн. Оба метода преобразовывали квантовые события в классическую информацию. Анализ показал, что именно процесс измерения, а не работа часового механизма, создаёт необратимость, определяющую направление времени.
Это открытие заставляет пересмотреть подходы к проектированию квантовых устройств. Вместо улучшения квантовых компонентов, прогресс зависит от разработки более эффективных методов измерения. Дополнительная энергия измерений может предоставить более богатую информацию о поведении часов, что потенциально позволит создавать высокоточные и эффективные квантовые часы и сенсоры.
Колоссальные энергозатраты измерений
Энергия считывания показаний квантовых часов может превышать энергию их работы в миллиард раз
Измерение создаёт необратимость
Процесс наблюдения за квантовой системой вносит необратимость, определяющую направление времени
Пересмотр принципов проектирования
Эффективность квантовых устройств зависит в первую очередь от методов измерения, а не от квантовых компонентов
Потенциал для более точных часов
Дополнительная энергия измерений может обеспечить более детальную информацию о колебаниях системы
Текст сгенерирован с использованием ИИ
