Skip to main content
SUPERVISOR
Behrouz Mirza,Ahmad Shirzad
بهروز میرزا (استاد راهنما) احمد شیرزاد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Marzieh Moradzadeh
مرضیه مرادزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Study of Entanglement Entropy and Quantum Szilard Engine
The concept of information plays a striking role to describe the physical systems , these days . In practical view , the presence of physical nature depends on the concept of information . In this sight , information is a comprehensible concept which depends on recognition of living creature . Firstly , we investigate the entrance of information in physics then , by considering the thought experiment of Maxwell and Szilard , we answer this question whether or not the interference of intelligent being in a thermodynamic system will violate the second law of thermodynamics . The efforts to find a way to enter the information concept into physics world caused a connection between information and thermodynamics entropy . Existing the relation between information and entropy , and the conceivable ways to analyzing this connection is one of the most popular subjects to investigate . The connection can be studied in different aspects . In this inquiry , we tried to analyzing this connection by investigating the Maxwell’s thought experiment . He showed the statistical nature of second law of thermodynamics by imagining a creature called Demon . Since the existence of the creature could violate the second law of thermodynamics , many scientists tried to defeat the creature to save the second law of thermodynamics . The efforts lead to information entropy . In the second part of this research the primary views of Szilard and Maxwell about Demon is considered . Quantum information in comparison to classical theories is more advantageous since it applies the quantum mechanical features like entanglement which is one of the basic concepts of quantum mechanics . In the third part of this research the increase of information entropy and performed work in Szilard engine is investigated by entering entanglement . Finally , by entangling two regions in de Sitter space which is the most symmetric space , the entanglement entropy of a space is reached .
امروزه مفهوم اطلاعات نقش برجسته ای در توصیف سیستم های فیزیکی دارد. در دیدگاه عمل گرایانه به مفهوم اطلاعات، وجود و حضور ماهیت های فیزیکی در طبیعت، وابسته به مفهوم اطلاعات است. در این دیدگاه اطلاعات مفهومی است که می توان آن را درک کرد. به این ترتیب معنی اطلاعات وابسته به تشخیص (موجود زنده) است. ابتدا چگونگی ورود مفهوم اطلاعات به فیزیک بررسی می شود. با طرح آزمایش ذهنی ماکسول و زیلارد به بررسی این پرسش می پردازیم که آیا دخالت موجود هوشمند در سیستم های ترمودینامیکی می تواند منجر به نقض قانون دوم ترمودینامیک شود یا خیر؟ راه ورود مفوم اطلاعات به دنیای فیزیک و ارتباط آن با آنتروپی ترمودینامیکی، ناشی از تلاش هایی است که برای پاسخ به این پرسش شده است. وجود رابطه ی میان آنتروپی و اطلاعات و تحلیل چگونگی این رابطه، از موضوعات مورد علاقه ی اکثر دانشمندان در زمینه علوم بنیادی است. این رابطه را می توان از دیدگاه های مختلفی بررسی کرد. در این تحقیق سعی کرده ایم تا با بررسی آزمایش ذهنی ماکسول به تحلیل این رابطه بپردازیم. ماکسول موجود خیالی (شیطانک) را برای نشان دادن ماهیت آماری قانون دوم ترمودینامیک مطرح کرد. از آن جایی که این شیطانک در ابتدا می توانست به نقض قانون دوم ترمودینامیک منجر شود، تعداد زیادی از دانشمندان از زمان طرح این ایده تا زمان حال سعی کردند به طریقی این موجود را شکست دهند تا قانون دوم را حفظ کنند. برای حفظ این قانون آنتروپی اطلاعات معرفی شد. در قسمت دوم این تحقیق دیدگاه های اولیه زیلارد و ماکسول در مورد شیطانک مطرح می شود. نظریه اطلاعات کوانتومی با بهره گیری از ویژگی های صرفاً کوانتومی، مانند درهم تنیدگی در مواردی برتری هایی بر نظریه کلاسیکی دارد. مفهوم درهم تنیدگی یکی از مفهوم های اساسی مکانیک کوانتومی است. در بخش سوم با استفاده از خاصیت درهم تنیدگی، میزان افزایش آنتروپی اطلاعات و همچنین افزایش کار در موتور زیلارد تعمیم یافته را بررسی می کنیم. در بخش آخر نیز با استفاده از ایجاد درهم تنیدگی بین دو ناحیه در فضای دوسیته که بیشترین تقارن را دارد، می توانیم به آنتروپی درهم تنیدگی برای یک فضا دسترسی پیدا کنیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی