Non si scommette contro l’universo. L’entropia, che rappresenta l’ordine di un sistema, non può mai diminuire in un sistema isolato. Questo principio è noto come la seconda legge della termodinamica nei sistemi classici. Tuttavia, quando si tratta di meccanica quantistica, le regole cambiano.
Recenti studi hanno evidenziato che l’entropia gioca un ruolo cruciale in un fenomeno quantistico noto come entanglement. In meccanica quantistica, quando si effettua una misurazione su una particella, la sua funzione d’onda collassa. Le proprietà quantistiche sono probabilistiche e se due particelle sono entangled, cioè legate da uno stesso stato quantistico, una misurazione su una particella influenzerà istantaneamente l’altra, anche se si trovano a distanze cosmiche.
Questo concetto potrebbe sembrare controintuitivo, ma rappresenta un modo preciso per misurare il mondo. L’entanglement quantistico è fondamentale per la tecnologia quantistica avanzata, tuttavia, gli scienziati erano incerti su come questo fenomeno si relazionasse all’entropia.
Per conciliare l’entanglement quantistico con la seconda legge della termodinamica, è stato necessario dimostrare che le trasformazioni dell’entanglement sono reversibili. Mentre il lavoro e il calore sono reversibili nei sistemi termodinamici, lo stesso non è immediato per l’entanglement quantistico.
Un team di scienziati ha utilizzato trasformazioni dell’entanglement probabilistiche per creare le trasformazioni reversibili richieste per i calcoli dell’entropia. Questo approccio ha permesso loro di calcolare l’entropia di questo entanglement, rappresentando un significativo passo avanti nella comprensione di questa proprietà fondamentale.
Le scoperte recenti hanno rivelato connessioni cruciali tra entanglement e termodinamica, semplificando la comprensione dei processi di conversione dell’entanglement. Bartosz Regula, autore dello studio presso il RIKEN Center for Quantum Computing, ha sottolineato l’importanza di ulteriori ricerche per approfondire la comprensione dell’entropia dell’entanglement quantistico.
Il lavoro pubblicato su Nature Communications rappresenta un’importante pietra miliare nella teoria dell’entanglement, aprendo la strada a nuove intuizioni e sfide nel campo della fisica quantistica. La reversibilità dell’entanglement potrebbe portare a nuove scoperte e applicazioni pratiche, ma rimane un problema aperto che richiede ulteriori approfondimenti matematici e informativi.
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