巴西和英國科學家攜手首次證實，熱力學過程在量子系統(tǒng)中不可逆。最新研究結論對于理解量子系統(tǒng)中的熱力學、設計量子計算機以及更深入地洞悉其他量子信息技術都大有裨益。
  對于物理系學家們來說，包括薛定諤方程在內(nèi)的微觀法則都是可逆的。從理論上說，正向和反向微觀過程毫無二致。但現(xiàn)在，巴西ABC聯(lián)邦大學的物理學家蒂亞戈·巴塔爾豪和同事發(fā)表在《物理評論快報》雜志上的最新研究表明，在量子尺度上，熱力學過程是不可逆的。
  在量子系統(tǒng)中觀察到熱力學過程非常困難，迄今還無人做到。在最新實驗中，研究人員對液體三氯甲烷中的碳-13原子施加了一個振蕩的磁場，然后測量了熵的變化，證實了這一研究結論。
  研究人員首先施加一個磁場脈沖使原子核的自旋不斷翻轉，接著逆向施加脈沖使自旋遭受逆向的熱動力。如果這一過程是可逆的，那么，自旋會回到最初的起點。但情況并非如此。從根本上來說，正向和逆向磁脈沖的施加速度非?？?，自旋的翻轉不可能始終保持一致，自旋因此失去了平衡狀態(tài)。對于自旋的測量表明，這個隔離系統(tǒng)的熵在增加，從而證明量子尺度上熱力學過程是不可逆的。
  該研究的合作者、英國女王大學的莫羅·帕泰爾諾斯特羅說：“我們的過程證明了量子動力學的不可逆屬性，但我們的實驗并沒有指出，是什么在微觀尺度下導致了這種情況，是什么確定了時間之箭的發(fā)軔。解決這一問題將有助于闡釋這種情況發(fā)生的終極緣由?！?BR>  研究人員希望，他們對于熱力學在量子尺度上的最新發(fā)現(xiàn)未來能應用到高性能量子技術上，并最終研制出遠超傳統(tǒng)計算機性能的量子計算機。
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