Демон Максвелла – эксперимент, состоящий в том, что устройство (демон) может отделить быстро передвигающиеся молекулы от медленных и извлечь из холодного газа тепло, охладив газ еще больше. При этом устройство может ничего не делать, и в итоге идет нарушение 2-го закона термодинамики, так как энтропия в системе понижается.
Несмотря на то, что демоном может потребляться энергия при измерении скорости молекулы, в отдельных случаях он может избегать повышения энтропии, если вносит результаты измерений в память. Это приводит к тому, что процесс становится термодинамически обратимым, но доказано, что у устройства в конце концов завершатся ресурсы памяти. Поэтому ему придется стирать старые сведения, что необратимо, следовательно, энтропия вырастет.
Исследователи поставили эксперимент для того, чтобы узнать, как будет вести себя информация в случае демона Максвелла, который меряет характеристики квантовой системы. Ученые сделали слабые измерения кубита, который находится в суперпозиции основного и возбужденного состояний. При таких измерениях система меняет квантовое состояние, когда при ординарных наблюдениях суперпозиция может «разрушаться» до одного из состояний.
Ученые попробовали извлечь данные из кубита в виде трансмонного устройства. Суперпозиция состояний была ненарушенной, хотя могла меняться непредсказуемо. Выяснилось, что так сведения о состоянии системы становились негативным, то есть к концу эксперимента исследователи знали о системе меньше, нежели до него. По мнению ученых, результаты доказывают, что извлечение данных из квантового компьютера может быть непростой задачей, так как надо научиться избегать ее потерь.
Автор: Дрокина Татьяна
