Добавить новость
smi24.net
News in English
Апрель
2023

Paradoxical quantum phenomenon measured for the first time

0

Some things are related, others are not. Suppose you randomly select a person from a crowd who is significantly taller than the average. In that case, there is a good chance that they will also weigh more than the average. Statistically, one quantity also contains some information about the other.

Quantum physics allows for even stronger links between different quantities: different particles or parts of an extensive quantum system can “share” a certain amount of information. There are curious theoretical predictions about this: surprisingly, the measure of this “mutual information” does not depend on the size of the system but only on its surface. This surprising result has been confirmed experimentally at the TU Wien and published in Nature Physics. Theoretical input to the experiment and its interpretation came from the Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, FU Berlin, ETH Zürich and  New York University.

Quantum information: More strongly connected than classical physics allows

“Let’s imagine a gas container in which small particles fly around and behave in a very classical way like small spheres,” says Mohammadamin Tajik of the Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) – Atominstitut of TU Wien, first author of the current publication. “If the system is in equilibrium, then particles in different areas of the container know nothing about each other. One can consider them completely independent of each other. Therefore, one can say that the mutual information these two particles share is zero.”

In the quantum world, however, things are different: If particles behave quantumly, then it may happen that you can no longer consider them independently of each other. They are mathematically connected – you can’t meaningfully describe one particle without saying something about the other.

“For such cases, there has long been a prediction about the mutual information shared between different subsystems of a many-body quantum system,” explains Mohammadamin Tajik. “In such a quantum gas, the shared mutual information is larger than zero, and it does not depend on the size of the subsystems – but only on the outer bounding surface of the subsystem.”

This prediction seems intuitively strange: In the classical world, it is different. For example, the information contained in a book depends on its volume – not merely on the area of the book’s cover. In the quantum world, however, information is often closely linked to surface area.

Measurements with ultracold atoms

An international research team led by Prof. Jörg Schmiedmayer has now confirmed for the first time that the mutual information in a many body quantum system scales with the surface area rather than with the volume. For this purpose, they studied a cloud of ultracold atoms. The particles were cooled to just above absolute zero temperature and held in place by an atom chip. At extremely low temperatures, the quantum properties of the particles become increasingly important. The information spreads out more and more in the system, and the connection between the individual parts of the overall system becomes more and more significant. In this case, the system can be described with a quantum field theory.

“The experiment is very challenging,” says Jörg Schmiedmayer. “We need complete information about our quantum system, as best as quantum physics allows. For this, we have developed a special tomography technique. We get the information we need by perturbing the atoms just a bit and then observing the resulting dynamics. It’s like throwing a rock into a pond and then getting information about the state of the liquid and the pond from the consequent waves.”

As long as the system’s temperature does not reach absolute zero (which is impossible), this “shared information” has a limited range. In quantum physics, this is related to the  “coherence length” – it indicates the distance to which particles quantumly behave similar, and thereby know from each other. “This also explains why shared information doesn’t matter in a classical gas,” says Mohammadamin Tajik. “In a classical many-body system, coherence disappears; you can say the particles no longer know anything about their neighboring particles.” The effect of temperature and coherence length on mutual information was also confirmed in the experiment.

Quantum information plays an essential role in many technical applications of quantum physics today. Thus, the experiment results are relevant to various research areas – from solid-state physics to the quantum physical study of gravity.








Минпросвещения России: специалисты МГППУ создали игровую программу, которая подготовит дошкольников к возможным опасным ситуациям

Певица SZA стала первым художественным руководителем Vans

Странные вкусовые предпочтения: что они могут рассказать о здоровье и возрасте

Кажетта Ахметжанова: как осиновый колышек сможет защитить от негатива и сглаза


'You’ll never walk alone': Liverpool pays heartfelt tribute to Diogo Jota and Andre Silva - Watch

Vintage photos show Alaska before it became a state

1 dead, 2 injured after motorcycle crash in Queensbury

MTV VMAs 2025 First Performers Revealed: Sabrina Carpenter, J Balvin, Ricky Martin & More!


Рассвет на Ладоге.

Дождались: АвтоВАЗ возобновил производство автомобилей

В Китае открыли центр по развитию ИИ в медицине

В Россию привезли новые Land Cruiser Prado в удачном исполнении


Samsung has announced the world's first 500 Hz OLED monitor, but it's the new 5K2K panel that's got my wallet twitching

War Thunder Mobile празднует 2-ю годовщину с новым режимом и подарками

Список лучших PvE-питомцев для фарма в Etheria: Restart

Все персонажи Mafia: The Old Country из прошлых частей Mafia



В чем преимущества эндопротезирования коленного сустава по ОМС и квоте?

В Луганске наградили победителей регионального отборочного тура детского благотворительного фестиваля «Добрая волна»

Минпросвещения России: специалисты МГППУ создали игровую программу, которая подготовит дошкольников к возможным опасным ситуациям

Синоптики спрогнозировали похолодание в Москве


Александр Петров приручает дракона: вышел трейлер сказочного блокбастера «Горыныч»

Кажетта Ахметжанова: как осиновый колышек сможет защитить от негатива и сглаза

Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.

5 летних трендов российского сегмента гостеприимства


Мойзес: Переговоры о продлении контракта с ЦСКА идут

На хакатоне «Наносемантики» и Skillfactory cтуденты разработали ИИ-сервис для интерпретации результатов общего анализа крови

ЛУКОЙЛ выступил Генеральным партнером автопробега БРИКС

Выход "Финиста" на ГЖД ожидается в 2026 году


Кудерметова не вышла в решающую стадию турнира в Цинциннати

Самсонова положит конец поражениям? Самсонова — Долхайд: прогноз и ставка

Вероника Кудерметова может выйти этой ночью в финал турнира в Цинциннати

Зверев достиг полуфинала турнира "Мастерс" в Цинциннати


Россияне смогут увидеть парад планет в ночь на вторник

Праздник для всей семьи: отмечаем День флага России с Детским радио!

ИИ MICROSOFT ВОЗВЕСТИЛ О ПРИХОДЕ ГЛАВНОГО РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ! ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ ПОМОГАЮТ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!

Минерализация, pH и сезон: врач Энгельгардт рассказала, на что смотреть при выборе воды


Музыкальные новости

Волочкова назвала тайную свадьбу дочери в Москве «сабантуем»

Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.

Только для Крутого. Леонтьев прервал затворничество концертом в Казани

Цой жив: поклонники вспоминают лидера группы «Кино»


В чем преимущества эндопротезирования коленного сустава по ОМС и квоте?

В Луганске наградили победителей регионального отборочного тура детского благотворительного фестиваля «Добрая волна»

Кажетта Ахметжанова: как осиновый колышек сможет защитить от негатива и сглаза

При силовой поддержке спецназа Росгвардии в Москве задержаны нарушители миграционного законодательства


Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Группа Аквилон помогает областному госпиталю ветеранов войн

Кабинет Артиста в Яндекс. Кабинет Артиста в Яндекс Музыке.

В сибирских аэропортах задержали более 30 рейсов


Казаки Кубанского казачьего центра «Баско» спасли жизнь водителю автобуса!

PUNKT E примет участие в онлайн-конференции «Диалоги о ритейле. Спецпроект»

Самый богатый и благоустроенный город России: почему из него уезжают люди

Очередь на въезд в Крым превысила 1,2 тысячи машин


ТАСС: "Урал", подаренный Путиным жителю Аляски, был куплен за день до саммита

Путин проведёт встречу с временно исполняющим обязанности губернатора Ростовской области

Президент ЮАР запланировал телефонный разговор с Путиным, сообщает Bloomberg

FR: Путин шокировал Трампа фразой на английском во время саммита на Аляске




Минерализация, pH и сезон: врач Энгельгардт рассказала, на что смотреть при выборе воды

Аппаратная косметология Virsavia запускает сезон скидок на процедуры омоложения и коррекции контуров тела

В чем преимущества эндопротезирования коленного сустава по ОМС и квоте?

Институт проблем биорегуляции презентовал решения для репродуктивного здоровья на фестивале “Здорово на все 100”


ЕС-лидеры намерены предотвратить попытки Трампа предъявить Киеву дополнительные требования, сообщает СМИ

В Киеве забеспокоились из-за предупреждения Трампа Зеленскому

«Мяч на стороне Киева»: Трамп проведет переговоры с Зеленским

В Киеве заявили, что Зеленский боится ареста в США, если не пойдет на условия Трампа


Реконструкция стадиона «Металлург» выполнена на 90%

Брянские теннисистки завоевали три медали всероссийского турнира

Москва: споры о сигарете обернулись нападением с бейсбольной битой на мужчину

Тренер «Сочи» потребовал разъяснений от судейского комитета по телефону


Президент Лукашенко постановил меры по стимулированию туризма в Беларуси

Лукашенко: туристы в Белоруссию не поедут, если в отелях будут тараканы


Собянин: В Москве в 26-й раз пройдет конкурс «Путеводная звезда»

Собянин: Прием заявок на конкурс «Путеводная звезда» пройдет с 1 по 30 сентября

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: детям участников СВО доступно более 170 специальностей для стажировки


PUNKT E примет участие в онлайн-конференции «Диалоги о ритейле. Спецпроект»

Учёные улучшили энергоёмкость батареек, созданных на основе бактерий

КОМПАНИЯ LG ВНЕДРЯЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ 4-ПОТОЧНЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ

Технологические проекты и инновации в НЛМК


ИИ MICROSOFT ВОЗВЕСТИЛ О ПРИХОДЕ ГЛАВНОГО РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ! ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ ПОМОГАЮТ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!

Россияне смогут увидеть парад планет в ночь на вторник

ЛУКОЙЛ выступил Генеральным партнером автопробега БРИКС

При силовой поддержке спецназа Росгвардии в Москве задержаны нарушители миграционного законодательства


Родина российского триколора: в Петровском сквере установят стелу в честь национального флага

Туляки поделились опытом укрепления общественного здоровья с коллегами из Архангельска

Уполномоченный по защите прав предпринимателей в НАО совместно с заместителем прокурора региональной прокуратуры провели прием предпринимателей

Архангельские врачи из «Семашко» провели сложную операцию по удалению опухолей сразу двух органов


Преимущества работы с агентством недвижимости: услуги, этапы

Что лечит травматолог: основные заболевания и травмы

Бульвар Полуденный частично останется без электричества: в Симферополе, Евпатории, Алуште, Ялте, Керчи, Джанкое, Феодосии и Севастополе отключат свет 18 августа

Прогноз погоды в Крыму на 17 августа


Россияне смогут увидеть парад планет в ночь на вторник

Облачный гейминг в Армении: исследование партнера NVIDIA в Армении

Выход "Финиста" на ГЖД ожидается в 2026 году

На хакатоне «Наносемантики» и Skillfactory cтуденты разработали ИИ-сервис для интерпретации результатов общего анализа крови














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *