Versi asli dari cerita ini muncul di Quanta Magazine.
Jika ada satu hukum fisika yang tampak mudah dipahami, itu adalah hukum kedua termodinamika: Panas mengalir secara spontan dari benda yang lebih panas ke yang lebih dingin. Namun kini, dengan lembut dan nyaris santai, Alexssandre de Oliveira Jr. baru saja menunjukkan bahwa saya sebenarnya tak pernah memahaminya sama sekali.
“Ambilah cangkir kopi panas ini dan sejugar susu dingin ini,” ujar fisikawan Brasil itu saat kami duduk di sebuah kafe di Kopenhagen. “Bawa mereka ke dalam kontak dan, tentu saja, panas akan mengalir dari objek panas ke objek dingin, persis seperti yang pertama kali dinyatakan secara formal oleh ilmuwan Jerman Rudolf Clausius pada tahun 1850.” Akan tetapi, dalam beberapa kasus, de Oliveira menjelaskan, para fisikawan telah mempelajari bahwa hukum-hukum mekanika kuantum dapat mendorong aliran panas ke arah sebaliknya: dari dingin ke panas.
Ini tidak benar-benar berarti bahwa hukum kedua gagal, tambahnya sambil kopinya dengan menenangkan menjadi dingin. Hanya saja, pernyataan Clausius adalah “batas klasik” dari sebuah formulasi yang lebih lengkap yang dituntut oleh fisika kuantum.
Para fisikawan mulai menghargai kompleksitas situasi ini lebih dari dua dekade lalu dan telah mengeksplorasi versi mekanika kuantum dari hukum kedua sejak saat itu. Kini, de Oliveira, seorang peneliti pascadoktoral di Technical University of Denmark, beserta rekan-rekannya telah menunjukkan bahwa jenis “aliran panas anomali” yang dimungkinkan pada skala kuantum dapat memiliki kegunaan yang praktis dan cerdik.
Fenomena itu dapat berfungsi, menurut mereka, sebagai metode mudah untuk mendeteksi “sifat kuantum”—misalnya, mendeteksi bahwa suatu objek berada dalam “superposisi kuantum” dari beberapa kemungkinan keadaan yang dapat diamati, atau bahwa dua objek semacam itu terjerat, dengan keadaan yang saling bergantung—tanpa merusak fenomena kuantum yang rapuh tersebut. Alat diagnostik semacam ini dapat digunakan untuk memastikan bahwa sebuah komputer kuantum benar-benar menggunakan sumber daya kuantum untuk melakukan kalkulasi. Bahkan mungkin membantu mendeteksi aspek-aspek kuantum dari gaya gravitasi, salah satu tujuan jangka panjang fisika modern. Yang dibutuhkan, kata para peneliti, hanyalah menghubungkan sebuah sistem kuantum ke sistem kedua yang dapat menyimpan informasi tentangnya, dan ke sebuah *heat sink*: sebuah benda yang mampu menyerap banyak energi. Dengan konfigurasi ini, Anda dapat meningkatkan transfer panas ke *heat sink*, melampaui apa yang diizinkan secara klasik. Hanya dengan mengukur seberapa panas *sink*-nya, Anda kemudian dapat mendeteksi keberadaan superposisi atau keterkaitan dalam sistem kuantum tersebut.