Bedeutet der Quantenkollaps einen Informationsverlust? Benötigt es Energie, wie es die Landauer-Grenze vorschlägt?

Ich habe im Zusammenhang mit Quantencomputing oder der für Berechnungen erforderlichen minimalen Energie gelesen, dass es eine minimal mögliche Menge an Energie geben muss, die erforderlich ist, um ein Bit an Information zu ändern, die sogenannte Landauer-Grenze. Während des Zusammenbruchs einer Wellenfunktion, zum Beispiel für eines von zwei verschränkten Teilchen, scheint man Informationsgehalt zu verlieren (ein Bit zu verlieren, wenn die Wellenfunktion von einem der möglichen Zustände zu einem übergeht). Wenn ja, bedeutet dies, dass der Zusammenbruch Energie erfordert? Oder ist die Landuaer-Grenze für diese Einstellung nicht relevant?

Eine kleine Korrektur: In der Landauer-Grenze wird die Energie nicht benötigt, um eine Information zu verändern, sondern um eine Information zu löschen .

Antworten (3)

Der Kollaps der Wellenfunktion ist kein realer physikalischer Vorgang. Es ist ein Merkmal einer bestimmten Interpretation der Quantenmechanik, der Kopenhagener Interpretation (CI). Andere Interpretationen wie die Viele-Welten-Interpretation (MWI) haben keinen solchen Zusammenbruch. Die unterschiedlichen Interpretationen machen die gleichen Vorhersagen über alle Observablen, und daher kann der Kollaps der Wellenfunktion keine beobachtbaren Folgen haben, wie z. B. den Energieverbrauch.

Vielleicht keine wirkliche Ja/Nein-Antwort: Beim Landauer-Prinzip geht es um etwas, das dem Zusammenbruch einer Wellenfunktion ähnelt, aber völlig anders ist: das Löschen von Informationen, so dass sie nicht mehr von thermischem Rauschen zu unterscheiden sind. Ein Zusammenbruch ist nicht dasselbe.

Folgende Papiere sind vielleicht hilfreich:

Das Löschen der Ergebnisse einer quantenmechanischen Messung hat die Kosten für freie Energie, die nach dem Landauer-Prinzip erforderlich sind, siehe:

https://arxiv.org/abs/quant-ph/0301076 .