さらに量子力学の発展によって、コストとリターンの関係がリターン側に傾く現象があることがわかってきました。
量子の世界の不思議な粒子の挙動には、古典物理では説明不可能なものがあり、この量子世界の不思議をマクスウェルの悪魔が取り込むことで、熱力学第二法則に対抗する武器になりえます。
ただ、現在に至るまで、量子世界の武器を手にしたマクスウェルの悪魔と熱力学第二法則との勝負の行方を正確に知ることは困難でした。
そこで今回、名古屋大学の研究グループは、量子の世界にまで踏み込んだ「悪魔エンジン」の数理モデルを開発することで、悪魔エンジンが成り立つかを調べることにしました。
量子世界まで網羅する「悪魔エンジン」の数理モデル
これまでの研究でも、「マクスウェルの悪魔」が測定によって得た情報を活用して仕事を取り出すとき、一時的にエネルギーの収支がプラスになる局面がありうることは示唆されていました。
ところが（先にも述べたように）量子効果を加味すると、この「一時的プラス」がよりいっそう拡大する可能性があるのです。
つまり、マクスウェルの悪魔に量子効果という金棒が備わったわけです。
名古屋大学の研究グループが提示したモデルでは、量子論が許すあらゆる測定手法や操作方法を解析することで、この一時的プラスの仕組みを明らかにしています。
例えば、弱測定や確率的測定、量子もつれを利用した測定など、さまざまな量子効果を悪魔エンジンに取り込むことで、どのように仕事の取り出しが変わるかを総合的に評価できるようになっています。
さらに、その結果として一時的に「取り出せる仕事量が増えたように見える」状況も、正確に数式で捉えることに成功したのです。
言い換えると、「悪魔は本当にエンジンとして回るのか？ もし回るならどれだけ得をするのか？」という疑問を真剣に解き明かすための数理モデルが、悪魔エンジンというわけです。
