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理论物理学家在量子纠缠和热化之间找到深厚的联系

时间：2022-03-28 13:25:05 来源：

超级计算机如何帮助将量子缠结与冷咖啡联系起来

来自Trinity的理论物理学家已经发现了量子力学 - 量子缠结的最引人注目的特征之一 - 以及热化之间的深度联系，这是一种与其周围环境的热平衡的过程。

他们的结果于2020年1月31日出版，在着名的日志物理审查信中。

我们都熟悉热化 - 只想审视您的咖啡如何随着时间的推移到达室温。另一方面的量子纠缠是一个不同的故事。

然而，Marlon Brenes，Ph.D的工作。候选人和三位一体的候选人和约翰·戈德尔（Trinity）与Silvia Pappalardi和意大利Sissa教授的亚历山德罗·席尔瓦合作，展示了两者是多么密封的联系。

解释探索的重要性，Trinity的QUsys集团的领导者Gooold教授解释说：

“量子纠缠是量子力学的反向特征，其允许在某个时间点彼此相互作用的颗粒以经典不可能的方式相关。一粒粒子的测量会影响其他粒子的结果 - 即使它们是轻的岁月。爱因斯坦称这种效果“距离”的幽灵动作“。

“事实证明，纠缠不仅仅是幽灵，而且实际上是普遍的，实际上更加惊人的是，我们生活在一个技术开始利用这个功能的年龄，以便在许多年份被认为是不可能的壮举的壮举去。这些量子技术正在私营部门迅速发展，其中包括谷歌和IBM领先的竞争。“

但这一切都与冷咖啡有什么关系？

Goold教授阐述：

“当你准备一杯咖啡并留下它时，它会冷却，直到它达到周围环境的温度。这是热化。在物理学中，我们说这个过程是不可逆转的 - 正如我们所知道的那样，我们的曾经温暖的咖啡不会冷静下来，然后神奇地温暖备份。物理系统中出现的不可逆转性和热量行为是如何让我作为科学家的东西，因为它适用于小的鳞片，咖啡杯，甚至到宇宙本身的演变。在物理学中，统计力学是从微观角度解的理解这一过程的理论。对于量子系统，热化的出现是臭名昭着的棘手，并且是这项研究的核心焦点。“

那么这一切都与纠缠有所作为，你的结果是什么？

戈德教授说：

“在统计力学中，有各种不同的方式，称为合奏，您可以描述系统如何热化，所有这些都被认为是当您有大型系统时等同的（大约10 ^ 23原子的尺度）。但是，我们在我们的工作中表现出的是，这一过程中不仅存在纠缠，而且其结构取决于您选择描述您的系统的哪种方式。因此，它为我们提供了一种在统计力学中测试基础问题的方法。这个想法是一般的，可以应用于一系列小作为少数原子的系统，并且像黑洞一样大。“

马龙堡，博士。候选人在三位一体和第一作者的论文中，使用超级计算机来模拟量子系统来测试这个想法。

一位数码专家堡垒说：

“我执行的这个项目的数值模拟是目前在高性能计算级别所做的限制的限制。运行我在那里使用国家设施，ICHEC和新凯机的代码。因此，工作帮助我们真正推动了这种计算方法的界限，并建立了我们的代码和国家建筑在切割边缘的界限。“

参考：Marlon Brenes，Silvia Pappalardi，John Goold和Alessandro Silva，1月2020年1月31日的“尖端热化假设中的多分体纠缠结构”，物理审查.DOI：
10.1103 / physrevlett.124.040605.

教授的研究得到了SFI-Royal Society University Research Collowship和欧洲理事会开始授予的支持。

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