洗掉量子資訊時會產生奇特的量子熱力學效應

Trinity研究人員在擦除量子資訊中發現了獨特的量子效應，這可能對量子計算芯片的設計有很大的影響，

1961年，IBM的Rolf Landauer發現了散熱與邏輯不可逆運算的關系，從而導致了計算熱力學的誕生。朗道爾喊出了著名的口號“資訊就是物理”，提醒我們資訊不是一個抽象的概念，而是基于物理現實的本質，

“位元”是資訊的單位(可以是0或1)，朗道發現，擦除單位資訊時釋放的熱量有一個下限。這叫朗道極限，是資訊論和熱力學最重要的聯系。

三一學院教授約翰古爾德(John Goold)的QuSys團隊正在研究量子計算中洗去量子資訊的后果，其中量子位(一個量子位可以同時為0和1)，

在新發表的《Physical Review Letters》中，他們發現要擦除的資訊的量子屬性可能導致散熱的大偏差，而這在傳統的位擦除中是不存在的，

古爾德教授解釋說：“其實電腦并不是一個完美的系統，它的作用遠遠超出了朗道的散熱范圍，但是研究這個范圍還是很重要的，因為隨著計算部件的小型化，它會越來越接近朗道的下界，它與量子計算機的關系也會越來越重要，令人驚訝的是，借助技術，我們可以實現接近這個極限的洗滌操作。我們會問，‘這個明顯的量子特征如何不同地影響擦除協議？發現即使在理想的擦除協議中(由于量子疊加)，也會遇到非常罕見的事件，這些事件所耗散的熱量遠遠超過朗道極限，本文用數學方法證明了這些事件的存在及其獨特的量子特性，這是一個非常不尋常的發現，對于未來量子芯片上的熱管理可能非常重要。”

如果他們理解正確的話，他們實際發現的是，量子系統中沖走量子資訊產生的熱量例外高，這是例外，但并不令人震驚，

說麥克斯韋妖復活了，有點夸張。

如果例外低，低于朗道下界，就相當于推翻了資訊與熱力學的基本關系，這無疑是驚人的，但可以說麥克斯韋妖復活了。

https://phys . org/news/2020-10-team-unique-quantum-effect-erasing . html

關于麥克斯韋妖與蘭道爾(Rolf Landauer)極限

熱力學定律指出，如果把兩個溫度相同的杯子倒在一起，就不會出現上面沸騰，下面結冰的情況。即使這種情況能滿足能量守恒，現在也可以假設一個裝滿水的容器中間有一個滲透膜，水分子可以在滲透膜的孔處通過——，對前面的熱力學結論沒有影響，

要創造一個分子機器人，就讓滲透膜的守門人：

如果上面的熱分子——是熱的，因此速度更快，機器人如果想通過滲透膜進入下部，就會把它踢回去；相反，下面的熱分子想穿過滲透膜，機器人忽略了。

如果上面的冷分子想通過透氣膜進入下部，機器人不動作；相反，下面的冷分子想穿過滲透膜，機器人把它踢回來，

最終結果是透氣膜上面的水溫越來越高，下面的水溫越來越冷，

這個機器人的存在本身不能違反熱力學定律！

解決“水溫分層導致熵減少”的問題必須消耗能量，它的能耗在哪里？如果這種機器人可以在物理層面上制造，那么它的記憶體肯定是有限的。在有限的記憶體滿了之后，一些資訊必須被擦除才能繼續移動。否則，如果沒有記憶體，引導機器人活動的程式就會崩潰，而這種擦除資訊的操作必須消耗能量，同時，這部分能量也不是精確設計可以消除的，理論上——機器人有可能不消耗能量就把分子踢開！

正是朗道發現，擦除資訊必然產生熱量，導致熵增加——，事實上，他證明了擦除單位位元的資訊時，制造的熱量有一個下限——即再怎么小心，擦除資訊所耗費的能量也不能少于那個值。

朗道的開創性發現打開了計算熱力學的大門，不幸的是，他在1999年去世了，否則，按照目前的趨勢，他很可能獲得諾貝爾獎，