Физики из Австрийской академии наук создали универсальный математический каркас, который описывает термализацию как процесс перевода различных квантовых систем в их соответствующие тепловые состояния. Для расчета максимально возможной скорости этого перехода специалисты применили методы теории квантовой информации. Ранее ученые наблюдали лишь косвенные признаки существования такого «планковского предела» в сверхпроводниках, но точного математического доказательства наука не имела. […]
Физики из Австрийской академии наук создали универсальный математический каркас, который описывает термализацию как процесс перевода различных квантовых систем в их соответствующие тепловые состояния. Для расчета максимально возможной скорости этого перехода специалисты применили методы теории квантовой информации. Ранее ученые наблюдали лишь косвенные признаки существования такого «планковского предела» в сверхпроводниках, но точного математического доказательства наука не имела.
Расчеты авторов работы показали, что обнаруженный предел скорости напрямую зависит от температуры, а также от двух фундаментальных констант природы — редуцированной постоянной Планка и постоянной Больцмана. Ограничение вытекает из принципа, согласно которому ни одна термализационная машина не может нарушить предел Гейзенберга, определяющий точность измерения квантовых свойств. При высоких температурах минимальное время для достижения теплового равновесия сокращается, однако фундаментальный барьер все равно остается в силе. В условиях экстремально низких температур этот лимит начинает определять разница энергий между двумя самыми низкими энергетическими состояниями конкретной системы.
Ученые проверили теоретические выводы математическим путем, применив новые уравнения к теоретической модели взаимодействующих квантовых частиц. Результаты этого исследования помогут инженерам при разработке перспективных квантовых технологий, включая создание более стабильных и производительных квантовых компьютеров.
Обложка: magnific
