Кофе остывает, мозг закипает — видимо, у термодинамики чувство юмора покруче, чем у баристы. Вроде бы всем ясно: тепло идёт от горячего к холодному. Но квантовая физика любит подмигнуть и сказать: «а вот и нет — иногда наоборот». Именно этот «аномальный» поток тепла превращается сегодня в простой прибор для измерения квантовости.
Идея команды Алекссандре де Оливейры, Патрыка Липки-Бартосика и Йонатана Бохра Браска звучит как трюк Максвеллова демона, воспитанного на принципе Ландауэра. Свяжите квантовую систему с «квантовой памятью» и подключите к тепловому стоку — чему-то, что охотно поглощает энергию. Если в системе есть суперпозиции или запутанность, память способна «катализировать» теплообмен так, что сток нагреется сильнее, чем позволила бы классика. Мы расплачиваемся информацией — «сжигаем корреляции», — а квантовость выдаёт себя градусами.
Красота в том, что измеряем мы не саму систему, а сток. Система со стоком напрямую не запутана, значит, мы не ломаем хрупкую квантовую структуру привычным грубым измерением. По сути, это термометр квантов: прикоснулся — и по прибавке энергии понял, что внутри шуршит запутанность.
Практически это похоже на проверку честности квантового компьютера: действительно ли кубиты считают «по‑квантовому», а не имитируют? Можно выделить один кубит под память, связать его со «стоком» из частиц и просто считать калории. Есть нюансы: надо тщательно гасить любые посторонние источники тепла, и метод не видит все мыслимые типы запутанности. Но простота подхода — редкая удача.
Дальше — смелее. Те же принципы можно применить к спинам в молекулах (как в экспериментах группы Роберто Серры) и, возможно, даже к попыткам поймать квантовую подкладку гравитации: если притяжение умеет рождать запутанность, термометр может это «слышать» как лишний жар.
Неужели ответ на глубокие вопросы вселенной — всего лишь в том, насколько нагрелся сток? Если да, то у нас наконец появился термометр, который мерит не температуру — а квантовый характер.