Quantum systemen warmen sneller op dan ze afkoelen

Onderzoekers aan de Universiteit van Granada (UGR) in Spanje hebben ontdekt dat quantum systemen sneller opwarmen dan ze afkoelen. Deze asymmetrie in thermische relaxatieprocessen daagt het conventionele begrip uit.

De studie, gepubliceerd in 'Physical Review Research', onthult dit fenomeen in verschillende fundamentele modellen. Deze modellen omvatten een twee-niveau systeem, een quantum harmonische oscillator en een quantum Brownse deeltje.

Deze bevinding heeft directe implicaties voor het ontwerpen van quantum algoritmen, thermische motoren en energiecontrole-apparaten op microscopisch niveau. Het zou kunnen leiden tot optimalisatie van de energie-efficiëntie in quantum thermische motoren.

Potentiële toepassingen

De ontdekking is cruciaal voor quantum computing. Het benadrukt de noodzaak om protocollen aan te passen om het verschil tussen de verwarmings- en koelsnelheden van qubits te compenseren.

Dit begrip is essentieel voor het bevorderen van quantumtechnologieën. Het biedt inzicht in hoe quantum systemen interageren met hun omgeving.

Verder onderzoek in quantum thermodynamica zou oneindige toepassingen kunnen ontsluiten. Het zal helpen bij het begrijpen van niet-evenwichtsverschijnselen.