מדענים הבחינו לראשונה באובדן המידע במערכות קוונטיות

חוקרים מהאוניברסיטה הטכנית של וינה והאוניברסיטה החופשית בברלין לראשונה שנרשמו על ידי ניסויים כיצד מערכת הקוונטים שכחה את המידע, ואישרו את העיקרון הפיזי הבסיסי: הסרת המידע מלווה תמיד באובדן אנרגיה וצמיחת אנטרופיה. היצירה מתפרסמת בכתב העת Journal of Natural Physics.

בשנות השישים נתן הפיזיקאי רולף לנדאואר את התזה: הסרת המידע לא הייתה יכולה להתרחש ללא אנרגיה אנרגיה-שתמיד הובילה לשחרור חום. כעת, לאחר עשורים רבים, עיקרון זה אושר לראשונה במערכת קוונטית מורכבת -עיוות מורכבת.

הצוות קירר את ענני אלפי אטומי רובידיה שכמעט לא היו לחלוטין והכניסו אותם למלכודת על השבב האטומי. לאחר מכן, שני העננים הופקו והתנגשו. המערכת מחולקת לשני חלקים: חלק ממערכת הקוונטים, השאר היא הסביבה שלה, בה התרחש חילופי המידע.

על ידי מדידת מידת האינטראקציה של העננים, המדענים הצליחו לפקח על המידע וכיצד גדלה האנטרופיה – מדד הבלגן. זהו אישור ישיר לכך שהעיקרון של Landauer עובד אפילו במערכות קוונטיות מורכבות. למרות שהמערכת מבודדת, ניתן לחזות או לשחזר את מצבה לנתונים. אך כדאי לקיים אינטראקציה עם הסביבה החיצונית – למשל, עם מכשיר מדידה – מידע שאבד והתהליך הופך.

לדברי התיאורטיקן ג'נס איירטה מהאוניברסיטה החופשית בברלין, יסוד האטומים הקוליים מציע את ההזדמנות היחידה לכמת את הבעיות הבסיסיות: כיצד למדוד במכניקת הקוונטים ומה לאבד פירושו של מידע.