最新一期《自然》雜誌上的一項研究：在特定情況下
，計算過程不僅不會發熱，甚至還會製冷。

　　第三隻眼

　　計ji算suan機ji工gong作zuo時shi
，它ta們men消xiao耗hao的de能neng量liang最zui終zhong變bian成cheng了le熱re。從cong放fang置zhi膝xi蓋gai的de便bian攜xie電dian腦nao到dao屋wu子zi裏li的de超chao大da計ji算suan機ji
，人ren們men都dou能neng感gan到dao它ta們men在zai散san熱re。這zhe些xie熱re並bing非fei全quan都dou由you硬ying件jian的de運yun作zuo所suo產chan生sheng
，處chu理li信xin息xi也ye要yao耗hao費fei能neng量liang而er發fa熱re。但dan令ling人ren驚jing訝ya的de是shi，理li論lun物wu理li學xue家jia最zui近jin發fa現xian，在zai特te定ding情qing況kuang下xia
，計ji算suan過guo程cheng不bu僅jin不bu會hui發fa熱re
，甚shen至zhi還hai會hui製zhi冷leng。他ta們men的de研yan究jiu發fa表biao在zai最zui新xin一yi期qi的de《自然》雜誌上。

　　刪除信息或能製冷

　　最近，瑞士蘇黎世聯邦理工學院教授雷納托•雷內和新加坡國立大學與英國牛津大學量子技術中心韋拉科•維wei德de羅luo共gong同tong進jin行xing了le一yi項xiang研yan究jiu，證zheng明ming了le在zai量liang子zi糾jiu纏chan狀zhuang態tai下xia刪shan除chu數shu據ju，反fan而er會hui出chu現xian致zhi冷leng效xiao果guo。利li用yong這zhe一yi點dian，有you望wang給gei超chao大da計ji算suan機ji的de運yun轉zhuan發fa熱re降jiang溫wen。

　　“雖然我們能在量子水平實現這種控製，但在超大計算機上能否實現還是個巨大挑戰
，但也並非不可能，過去20年裏量子技術已經取得了巨大進步。”維德羅表示，根據目前量子物理實驗室的技術，用幾個比特的數據進行理論性證明的實驗還是可能的。

　　量子糾纏扭曲蘭道爾原理

　　物理學家羅爾夫•蘭道爾在1961年(nian)計(ji)算(suan)出(chu)
，在(zai)刪(shan)除(chu)信(xin)息(xi)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)
，並(bing)以(yi)熱(re)的(de)形(xing)式(shi)釋(shi)放(fang)出(chu)來(lai)。而(er)計(ji)算(suan)機(ji)每(mei)秒(miao)鍾(zhong)要(yao)進(jin)行(xing)大(da)量(liang)的(de)數(shu)學(xue)運(yun)算(suan)，按(an)蘭(lan)道(dao)爾(er)原(yuan)理(li)意(yi)味(wei)著(zhe)將(jiang)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)熱(re)。雖(sui)然(ran)在(zai)目(mu)前(qian)的(de)超(chao)大(da)計(ji)算(suan)機(ji)中(zhong)，硬(ying)件(jian)運(yun)轉(zhuan)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)太(tai)過(guo)明(ming)顯(xian)掩(yan)蓋(gai)了(le)這(zhe)種(zhong)蘭(lan)道(dao)爾(er)“刪除熱”，但雷內認為
，在下個10年到20年
，“刪除熱”將變得更關鍵。理論上講，刪除10兆兆數據產生的熱量還不到1焦耳，但如果每秒都要大量地重複這一刪除過程的話，熱量就會逐漸積累起來。  

　　如ru果guo要yao刪shan除chu的de比bi特te值zhi是shi已yi知zhi的de，也ye就jiu是shi說shuo當dang存cun儲chu的de內nei容rong是shi已yi知zhi的de，就jiu是shi以yi一yi種zhong理li論lun上shang能neng再zai生sheng的de方fang式shi來lai刪shan除chu這zhe些xie數shu據ju內nei容rong，按an照zhao蘭lan道dao爾er原yuan理li這zhe是shi可ke能neng的de。而er此ci前qian有you研yan究jiu證zheng明ming這zhe種zhong可ke逆ni刪shan除chu不bu會hui產chan生sheng熱re。  

　　更(geng)進(jin)一(yi)步(bu)考(kao)慮(lv)
，當(dang)要(yao)刪(shan)除(chu)的(de)數(shu)據(ju)內(nei)容(rong)和(he)觀(guan)察(cha)者(zhe)處(chu)於(yu)量(liang)子(zi)糾(jiu)纏(chan)的(de)狀(zhuang)態(tai)，那(na)麼(me)觀(guan)察(cha)者(zhe)在(zai)刪(shan)除(chu)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)時(shi)

，就(jiu)能(neng)從(cong)係(xi)統(tong)中(zhong)吸(xi)收(shou)熱(re)量(liang)。量(liang)子(zi)糾(jiu)纏(chan)將(jiang)觀(guan)察(cha)者(zhe)的(de)狀(zhuang)態(tai)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)狀(zhuang)態(tai)聯(lian)在(zai)了(le)一(yi)起(qi)。在(zai)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)下(xia)，他(ta)們(men)知(zhi)道(dao)的(de)存(cun)儲(chu)內(nei)容(rong)比(bi)在(zai)經(jing)典(dian)物(wu)理(li)學(xue)中(zhong)更(geng)多(duo)。

　　兩門學科“熵”相通

　　在很大範圍上，“熵”的含義在“信息論”和“熱力學”兩(liang)門(men)學(xue)科(ke)中(zhong)互(hu)相(xiang)獨(du)立(li)。在(zai)信(xin)息(xi)論(lun)中(zhong)，熵(shang)用(yong)來(lai)衡(heng)量(liang)信(xin)息(xi)密(mi)度(du)的(de)平(ping)均(jun)信(xin)息(xi)量(liang)

，比(bi)如(ru)可(ke)以(yi)用(yong)它(ta)來(lai)描(miao)述(shu)一(yi)條(tiao)數(shu)據(ju)經(jing)最(zui)佳(jia)壓(ya)縮(suo)後(hou)所(suo)占(zhan)的(de)存(cun)儲(chu)容(rong)量(liang)。而(er)在(zai)熱(re)力(li)學(xue)中(zhong)
，熵(shang)描(miao)述(shu)了(le)係(xi)統(tong)的(de)混(hun)亂(luan)程(cheng)度(du)，如(ru)氣(qi)體(ti)中(zhong)的(de)分(fen)子(zi)排(pai)列(lie)，熵(shang)值(zhi)增(zeng)加(jia)相(xiang)當(dang)於(yu)熱(re)能(neng)增(zeng)加(jia)。  

　　雷內說：“erwomentongshimianduizhezheliangzhongqingkuang。jizailiangzilixuedelilunkuangjiaxia
，shangdegainiantongshimiaoshulezheerzhe。kanqilailianggeshangdegongshishiyiyangde，renmenyejiadingtamenzhijianyouguanlian。anzhaowomendeyanjiu
，zailiangzhongqingkuangxia


，shangkeyikanzuoshiyizhongxiangduide‘知識貧乏’態。在測量這種熵的時候要秉承一個宗旨，即物體本身從本質上說並沒有一定數量的熵，物體的熵總是依賴於觀察者。”  

　　還(hai)以(yi)刪(shan)除(chu)數(shu)據(ju)為(wei)例(li)，如(ru)果(guo)兩(liang)個(ge)人(ren)分(fen)別(bie)刪(shan)除(chu)一(yi)個(ge)內(nei)存(cun)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)
，其(qi)中(zhong)一(yi)人(ren)對(dui)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)知(zhi)道(dao)的(de)更(geng)多(duo)，她(ta)會(hui)覺(jiao)得(de)這(zhe)個(ge)內(nei)存(cun)的(de)熵(shang)更(geng)低(di)，刪(shan)除(chu)該(gai)內(nei)存(cun)所(suo)用(yong)的(de)能(neng)量(liang)更(geng)少(shao)。在(zai)經(jing)典(dian)物(wu)理(li)中(zhong)，一(yi)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)理(li)想(xiang)狀(zhuang)態(tai)是(shi)觀(guan)察(cha)者(zhe)認(ren)為(wei)它(ta)的(de)熵(shang)是(shi)零(ling)，這(zhe)表(biao)示(shi)觀(guan)察(cha)者(zhe)記(ji)憶(yi)的(de)內(nei)容(rong)和(he)係(xi)統(tong)內(nei)存(cun)中(zhong)的(de)內(nei)容(rong)完(wan)全(quan)一(yi)致(zhi)
，這(zhe)才(cai)符(fu)合(he)經(jing)典(dian)物(wu)理(li)學(xue)。由(you)於(yu)量(liang)子(zi)相(xiang)關(guan)比(bi)經(jing)典(dian)相(xiang)關(guan)更(geng)強(qiang)，在(zai)量(liang)子(zi)糾(jiu)纏(chan)中(zhong)給(gei)了(le)觀(guan)察(cha)者(zhe)多(duo)於(yu)整(zheng)體(ti)係(xi)統(tong)的(de)更(geng)多(duo)知(zhi)識(shi)，導(dao)致(zhi)了(le)熵(shang)值(zhi)小(xiao)於(yu)零(ling)。

　　不發會熱反能製冷

　　shangzailiangziwulixuezhongyouzhebuxunchangdexingzhi。dancongxinxilunjiaodulaijisuanshi，renmenwangwanghulvelezheyidian。suiranlilunwulixuejiazaijisuanzhongyijingshiyonglefushang，quebingbulijietazairelixuezhonghuoshiyanzhongdehanyi。  

　　在經典物理的例子中，計算機內存是零熵
，刪除數據在理論上根本不需要耗能。而在量子糾纏和記憶（負熵）造成的“多出知識”，導致在刪除數據的過程中，伴隨著從計算機中清除了它因耗能而釋放的熱量。這正是負熵的物理含義。

　　盡管如此，“這並不意味著我們能開發出一種永動機”。雷lei內nei強qiang調tiao，數shu據ju隻zhi能neng被bei刪shan除chu一yi次ci
，所suo以yi不bu可ke能neng持chi續xu產chan生sheng能neng量liang。而er這zhe一yi過guo程cheng也ye破po壞huai了le糾jiu纏chan，會hui帶dai來lai能neng量liang輸shu入ru將jiang係xi統tong重zhong置zhi為wei初chu始shi狀zhuang態tai。這zhe並bing沒mei有you違wei背bei熱re力li學xue第di二er定ding律lv，也ye就jiu是shi說shuo宇yu宙zhou中zhong的de熵shang不bu會hui減jian少shao（不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零）。“我們正處在第二定律的邊緣

，如果你再進一步，就會打破它。” 維德羅說。  

　　shangdegainianzairelixuehexinxilunzhongsuibuxiangtong
，quejibenxiangtong。tadeyongtuyuanbuzhiyujisuandiannaodefareliang。biru，renmenzaixinxilunzhongchulishangdefangfa，henkenengdaozhirelixuedegexin。