如果你将瓶子里的信息扔进黑洞,里面的所有信息,直到量子水平,都会变得完全混乱。因为在黑洞中,这种扰乱会在量子力学允许的范围内快速而彻底地发生。它们通常被认为是自然界的终极信息扰乱器。
然而,莱斯大学理论家 Peter Wolynes 和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校合作者的最新研究表明,分子在扰乱量子信息方面可以像黑洞一样强大。
他们结合黑洞物理学和化学物理学的数学工具,证明量子信息扰乱发生在化学反应中,并且几乎可以达到与黑洞中相同的量子力学极限。该工作在线发表在《美国国家科学院院刊》上。
沃林斯说:“这项研究解决了化学物理学中长期存在的问题,该问题与量子信息在分子中混乱的速度有关。” “当人们想到两个分子聚集在一起的反应时,他们认为原子只执行一次形成键或断裂键的运动。
“但从量子力学的角度来看,即使是一个非常小的分子也是一个非常复杂的系统。就像太阳系中的轨道一样,分子有大量可能的运动方式——我们称之为量子态。当化学反应发生时,有关反应物量子态的量子信息变得混乱,我们想知道信息混乱如何影响反应速率。”