Teoretyczne miniaturowe lodówki

Uczeni z University of Bristol - Noah Linden, Sandu Popescu i Paul Skrzypczyk - zaproponowali stworzenie najmniejszej lodówki, składającej się zaledwie z kilku cząsteczek i zdolnej do osiągnięcia temperatury bliskiej zeru absolutnemu.

Praca naukowców jest czysto teoretyczna, a jej olbrzymią zaletą jest fakt, że ich lodówka nie wymaga skomplikowanych zewnętrznych systemów. Dotychczas tworzone miniaturowe lodówki wykorzystywały np. lasery.

Wspomniana lodówka składa się z trzech kubitów i wykorzystuje fakt istnienia splątania kwantowego. Jeden z kubitów należy umieścić w bardzo gorącej kąpieli, a drugi w kąpieli bliskiej temperaturze pokojowej. Chłodzony będzie trzeci kubit. Gdy pierwszy kubit pobiera energię z kąpieli, wpływa na drugi kubit "zachęcając go" do pobierania energii z trzeciego, schładzając go w ten sposób.

Z obliczeń wynika, że im cieplejsza kąpiel, w której umieszczony zostaje pierwszy kubit, tym większe możliwości chłodzące drugiego kubitu. Co więcej, tak długo jak kąpiel pierwszego kubitu pozostaje gorąca, system działa, a więc trzeci kubit ciągle jest chłodzony.

Na tym się jednak propozycje uczonych z Bristolu nie kończą. Wymyślili oni również najmniejszą lodówkę świata. Twierdzą, że identyczny mechanizm, wykorzystany w przypadku trzech kubitów można też zastosować do pojedynczego kutritu. To odpowiednik tritu, który może przyjmować nie jeden z dwóch (jak bit czy kubit), ale jeden z trzech stanów.

Jak zauważył fizyk Nicolas Gisin z uniwersytetu w Genewie, naukowcy z Bristolu w interesujący sposób połączyli termodynamikę i naukę o kwantowym przechowywaniu informacji.

W przyszłości prace Lindena, Popescu i Skrzypczyka mogą przydać się regulacji tempa reakcji pomiędzy proteinami w komórkach czy też do chłodzenia elementów kwantowych komputerów.

Rodzi się również pytanie, czy tego typu miniaturowe lodówki istnieją w naturze.

lodówka kubit University of Bristol Paul Skrzypczyk Noah Linden Sandu Popescu