Согласно одному из основных законов термодинамики, энтропия системы, изолированной и далекой от теплового равновесия, имеет тенденцию увеличиваться во времени, пока не будет достигнуто равновесие. Это объясняет необратимость течения времени для макроскопических явлений.
С начала прошлого века физики сталкивались с дилеммой, как согласовать этот закон термодинамики с микроскопическими законами природы, которые не имеют привилегированного временного направления.Проблема становится концептуально более сложной в контексте квантовой механики, где, если изолированная система является чистой (с нулевой энтропией), она будет оставаться такой навсегда, даже если не находится в термодинамическом равновесии. Работа Альбы и Калабрезе позволяет нам понять, как это видение, несмотря на то, что оно по существу верное, на самом деле не достигает корня проблемы. В частности, авторы показали, что если в расширенной квантовой системе, далекой от равновесия, мы смотрим только на ее часть, у нее есть энтропия, которая увеличивается во времени, точно так же, как в термодинамике.
Источником этой энтропии является запутанность между рассматриваемой частью и остальной частью системы. Запутанность — это своеобразная корреляция, которая существует только в квантовой механике и лежит в основе возможного функционирования квантовых компьютеров.