Fysikere har bevist en kvantehastighetssperre som lenge var mistenkt å eksistere for termalisering

Denne artikkelen er gjennomgått i samsvar med Science X’s redaksjonelle prosesser og politikker. Redaktørene har fremhevet følgende egenskaper mens de har sikret innholdets pålitelighet:

Sannhetskontroll er utført

publikasjon som har bestått fagfellevurdering

pålitelig kilde

Språklig og formelt gjennomgått

Når du venter på at isen på en bilvindu smelter om vinteren, eller på at en drikke blir lunken, avhenger det mange faktorer hvor lang tid det tar før et objekt når termisk likeve med omgivelsene. Dette inkluderer overflateareal, objektets materialegenskaper og luftstrøm.

Men kuantumbilgisayarlarında kübitlerin çalıştığı altatomik ölçeğe yaklaştığımızda, farklı bir kural kümesi devreye girer. Dış koşullar hâlâ önem taşır, ancak dergisinde yayımlanan yeni bir makaleye göre, kuantum mekaniği, farklı kuantum sistemlerinin termal dengeye ne kadar hızlı ulaşabileceğine temel bir hız sınırı koyar.

Viktigheten av denne funnen er at denne grensen er universell. Hvor mye energi som enn påføres, eller hvor sterkt et system enn blir styrt, kan prosessen ikke tvinges til å gå raskere.

Søket etter en universell hastighetsgrense

I årevis har fysikere observit spor av denne Planck-grensen i superledere og kvantesystemer, noe som har ført til mistanke om at det finnes en universell hastighetsgrense. Men det manglet en generell matematisk bevisførelse som kunne fastslå en slik grense.

På dette punktet kommer Paolo Abiuso fra Det østerrikske vitenskapsakademiet og hans kolleger på scenen.

Forskere har utarbeidet en universell matematisk ramme som behandler termalisering som en prosess som kan føre ulike kvantesystemer til deres tilsvarende termiske tilstander. Ved å bruke kvanteginformasjonsteori beregnet de hvor raskt dette kan skje under kvantemekanikkens lover.

For å konkretisere funnene sine, brukte teamet ligningene sine på en teoretisk modell av samvirkende kvantedeler og undersøkte oppførselen deres matematisk.

En hastighet som ikke kan brytes

Hva førte altså alle disse tallmessige beregningene og formaliseringen med seg?

Ekip viste at kvantemekanikken setter en hastighetssperre når den fører ulike kvantesystemer mot termisk likevekt. De oppdaget at denne sperren er bestemt av temperaturen og de to fundamentale konstantene i naturen: den reduserte Planck-konstanten og Boltzmann-konstanten.

“Denne grensen stammer fra observasjonen at termalisering-maskinen ikke kan krenke Heisenberg-grensen [en fundamental grense for hvor nøyaktig kvanteegenskaper kan måles],” skriver forfatterne av studien.

Dette betyr at den minimale tiden som kreves for at kvantesystemer skal nå termisk likevekt kan være kortere ved høyere temperaturer, men når de gjelder kan de fortsatt ikke overskride denne fundamentale hastighetsgrensen. Funnene bekrefter at denne hastighetsgrensen er avhengig av temperatur og kvantemekanikk, uansett hvor kompleks den omkringliggende miljøet er.

Samtidig er ved svært lave temperaturer grensen bestemt av energiforskjellen mellom de to laveste energitilfellene til et system.

Denne artikkelen er mye mer enn et smart matematisk arbeid. Forståelsen av disse universelle hastighetssgrensene kan hjelpe forskere med å utvikle bedre kvantecomputere, inkludert .

Artikkelen er skrevet av Paul Arnold, redigert av Lisa Lock, og gjennomgått og kontrollert av Robert Egan; det ligger grundig menneskelig arbeid bak utarbeidelsen av artikkelen. Science X avhenger av støtten fra leserne sine for å fortsette uavhengig vitenskapelig journalistikk. Hvis denne nyheten er viktig for deg, kan du vurdere å gi en donasjon, spesielt en månedlig donasjon. Som takk får du en reklamefri konto.

Paolo Abiuso m.fl., En informasjonsteoretisk bevis for Plancks grense for termalisering, (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03397-y

BSc i biologi fra University of London. BBC-dokumentarprodusent med internasjonal erfaring. Jobber som frilans fra sør i Spania.

Fullstendig profil →

BA i kunsthistorie, MA i materiell kultur. Tidligere -redaktør, paramediciner og -donorkoordinator. Redigerer for Science X siden 2021.

Fullstendig profil →

Utdannet innen matematisk biologi på bachelorgrad, og kreative skriving på mastergrad. Mye reist; har unike perspektiver på vitenskap og språk. Fullstendig profil →

© 2026 Science X Network

Gi tilbakemelding til redaktørene