Ny forskning: informationens roll i kvantfältteori och energiöverföring

StockholmForskare har upptäckt en intressant koppling mellan hur energi och information överförs inom kvantfältteori. Detta involverar en relation mellan två olika kvantfältteorier, vilket är ett komplext ämne inom både partikelfysik och kondenserade materiens fysik. Tidigare har det varit svårt att förstå hur energi och information flödar genom dessa kopplingar. Dock visar en studie publicerad i Physical Review Letters den 30 augusti en enkel relation mellan tre viktiga faktorer.

• Energipöverföringshastighet
• Informationsöverföringshastighet
• Storleken på Hilbertrummet

Teamet upptäckte att det finns konsekventa samband mellan dessa storheter, och att energiöverföring alltid är mindre än eller lika med informationsöverföring, vilken i sin tur är mindre än eller lika med storleken på Hilbertrummet. Detta innebär att effektiv energiöverföring måste inkludera informationsöverföring, och båda kräver ett tillräckligt stort tillståndsrum.

I tvådimensionella kvantfältteorier med skalsymmetri hjälper dessa olikheter oss att förstå hur kvantsystem interagerar vid gränser. Denna insikt är avgörande eftersom den påverkar vår syn på fysikaliska system på mikroskopisk nivå. Dessutom uppmuntrar den forskare att överväga informationens roll, tillsammans med energi, i processer som tidigare betraktades som huvudsakligen energifokuserade.

Studien har en bredare påverkan och kan påverka olika områden.

Läs också:

Idag · 10:29

Uråldriga revarkitekter överlevde massutrotning och blomstrade vidare

Denna upptäckt kan förändra vårt synsätt på teoretisk fysik. Studien visar att för att förbättra energiflödet i kvantsystem bör även informationsspridningen beaktas. En kombinerad strategi skulle kunna förändra utvecklingen av kvantdatorer och skapa nya material för kvantteknik.

Denna studie fastställer en gräns för hur mycket energi som kan överföras baserat på informationshastigheter och storleken på Hilbertrummet. Detta erbjuder en ny metod för att mäta hur effektiva kvantsystem är. Genom att känna till dessa begränsningar kan man göra kvantenheter mer effektiva, vilket är avgörande för teknologier som använder kvantbitar (qubits), där hantering av både energi och information är mycket viktig.

Studien breddar vår förståelse av kvantfält. Med dessa nya regler kan framtida forskning utforska kvantgränssnittets unika aspekter ytterligare. Forskare kan också undersöka hur man kontrollerar dessa parametrar för att uppnå specifika kvantresultat, vilket kan leda till nya praktiska tillämpningar och djupare teoretiska insikter om universums grundläggande natur.