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新华社武汉5月23日电(记者李伟)中国科学院武汉物理与数学研究所23日宣布，研究人员利用超冷离子实验平台，设计并完成了基于单个量子比特的信息擦除实验，首次高精度地检验了量子信息与量子热力学的重要关系——量子兰德尔原理，相关研究成果最近发表在《物理评论快报》上。
这一最新研究进展是由冯莽的研究团队和上海交通大学的马志浩教授共同完成的。据介绍，在经典信息处理中，最小功耗是在经典计算过程中擦除一位信息所需的能量，这是由著名的兰德尔原理确定的计算功耗的下限。虽然许多理论文章在量子条件下分析了朗道原理，但至今没有相关的实验验证。
擦除量子位信息所需的能量非常小，因此有必要将量子位准备到非常低的初始温度，并实现非常精确的测量精度。在前期工作中，冯莽的研究团队实现了对离子内部状态和输运状态的精确操控和测量等关键技术。在此基础上，该团队精心设计了一个量子化的热库，并为系统和热库之间的量子关联设计了一个有效的测量方案。在离子内态探测误差小于3%，声子数测量误差小于0.02的条件下，量子兰德尔原理首次在单原子水平上得到精确验证，这也为量子计算所需的最小功耗提供了重要的实验证据。
美国物理学会。com评论说，这项工作有助于理解量子力学中逻辑运算的不可逆性，并为量子计算的最小功耗和量子化环境的应用提供实验参考。实验还表明，在量子世界中没有永动机，就像我们生活的宏观世界一样。
