Микроскопическое происхождение термодинамики: исследование SISSA проливает свет на роль энтропии в квантовой системе

Согласно одному из главных законов термодинамики, энтропия системы, изолированной и далекой от теплового равновесия, имеет тенденцию увеличиваться вовремя, пока равновесие не достигнуто. Это составляет необратимость течения времени для макроскопических явлений. С начала последних физиков века имели дело с дилеммой о том, как урегулировать этот закон термодинамики с микроскопическим естественным правом, у которого нет привилегированного временного направления.Проблема становится концептуально более трудной в контексте квантовой механики, где, если изолированная система чиста (с нулевой энтропией) это останется таким образом навсегда, даже если не в термодинамическом равновесии.

Работа Альбы и Кэлэбрезе позволяет нам понимать, как это видение, несмотря на то, чтобы быть существенно исправляют, на самом деле не добирается до корня проблемы. В частности, авторы показали, что, если в расширенной квантовой системе, далекой от равновесия, мы смотрим всего на одну часть этого, у этого есть энтропия, которая увеличивается вовремя, точно как в термодинамике.Происхождение этой энтропии находится в запутанности между частью, мы смотрим на и остальная часть системы.

Запутанность – специфическая корреляция, которая существует только в квантовой механике и является в самом фонде возможного функционирования квантовых компьютеров.