Spin-kodierter Quantencomputer nahe den ultimativen physikalischen Grenzen

Zusammenfassung Landauer’s Schranke ist anwendbar auf irreversible Quantenoperationen. In dieser Studie haben wir gezeigt, dass die Doppler-Temperatur die Existenz von Landauer’s Schranke manifestiert, die nicht verhindert, dass ein Spin mit einer kleinen Menge Energie (irreversibel) durch quantenmechanisches Tunneln umschlägt. Verifiziert durch ein Experiment zur spin-spin magnetischen Wechselwirkung wurde diese (Energie) Menge auf nur 1,25-mal den theoretischen Wert von Landauer’s Schranke bestimmt. Basierend auf Heisenbergs Prinzip definierten wir Information aus einer messtechnischen Perspektive: Ein Bit Information entspricht dem kleinsten Fehler bei der Quantifizierung des Produkts der gemessenen Energieunschärfe (E Δ E) und der gemessenen Zeitdauer (t Δ t). Wir illustrieren dann einen optisch manipulierten, spin-kodierten, nahe der Landauer-Grenze und nahe der Heisenberg-Grenze liegenden Quantencomputer, der diese neue Definition von Information umfasst. Diese Studie könnte das letzte Puzzlestück im Verständnis sowohl der Quanten-Landauer-Löschung als auch der Heisenbergschen Quanten-Grenze darstellen, da ein einzelner Spin der kleinste Informationsträger ist.