Russiske forskere har fundet en måde at skabe en kvanteindretning på, som krænker termodynamikens anden lov og har en effektivitet på næsten 100%, ifølge en artikel offentliggjort i tidsskriftet Physics Review A.
”Enhver varmemotor består af en varmeapparat, der faktisk er en energikilde og et køleskab, hvis opgave er at køle motorens arbejdsvæske. Køleskabet sænker motorens entropi og spilder uundgåeligt noget af den termiske energi fra ovnen. Derfor når effektiviteten af en varmemotor aldrig 100%,”forklarer Andrey Lebedev, medarbejder ved det tekniske universitet i Zürich og MIPT i Dolgoprudny.
Et af fundamenterne i moderne fysik og kosmologi er begrebet den såkaldte pilens tid - postulatet om, at tiden i vores univers bevæger sig udelukkende i en retning, fra fortiden til fremtiden. Med andre ord bevæger vi os gennem det fire-dimensionelle rum i kun en retning langs tidsaksen, og det er umuligt at "spole tilbage" tiden tilbage.
Fra fysisk synspunkt manifesteres dette i det faktum, at over tid vokser uorden, universets kaos, en tilstand, som forskere kalder entropi, konstant. F.eks. Manifesterer denne proces sig i, hvordan universets energiforhold ændrer sig. Princippet, som forskere ofte kalder "den anden lov om termodynamik", betragtes som en uknuselig regel, der styrer hele universets liv på alle niveauer.
Gordey Lesovik og Andrey Lebedev. Foto: MIPT
For et år siden opdagede forskere fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi under ledelse af Gordey Lesovik fra Institut for Teoretisk Fysik ved Det Russiske Videnskabelige Akademi, at den anden lov om termodynamik kan overtrædes på kvantniveau. Dette åbnede vejen for oprettelsen af en kvanteanalog af den berømte dæmon Maxwell - en hypotetisk væsen, der sorterer hurtige og langsomme molekyler.
Denne idé fik forskere til at tænke, at sådanne kvante "dæmoner" kan bruges til at skabe en maskine, hvis effektivitet er 100%. Til dens udvikling foreslår forskere at bruge to par af qubits - elementære beregningsmoduler og hukommelsesceller på kvantecomputere, der er forbundet sammen på kvanteniveau.
Leserne i Lesoviks og hans kollegers motor udfører to funktioner - de absorberer varme og tillader "teleportering" overskydende entropi uden for systemet og spiller rollen som Maxwells dæmon. Dette gør det muligt for enheden faktisk at opnå en tilstand, der svarer til en evig bevægelsesmaskine af den anden art.
Salgsfremmende video:
Faktisk er denne enhed naturligvis ikke en evig bevægelsesmaskine - som Lesovik forklarer, for dets drift er det nødvendigt konstant at opdatere de “demoniske” qubits, som renser systemet for entropi ved at afkøle dem på en speciel måde. På den anden side gøres dette uden for selve enheden, hvilket gør det muligt for os at sige, at formelt er den anden lov for termodynamik ikke desto mindre overtrådt inde i den.
Nu implementerer Lesovik og hans kolleger denne idé i praksis og skaber en lignende evigvarende bevægelsesmaskine baseret på superledende qubits - transmoner.
