Новости Батарея для запутанности? Да, теперь даже квантовые состояния можно «заряжать» и «разряжать»

[NewsMaker]

Физики переписали законы реальности: запутанность впервые стала обратимой.

---

---

Впервые в истории учёным удалось показать, что квантовая запутанность — одно из самых загадочных явлений квантовой физики — может быть обращена вспять так же, как энергия в идеальном термодинамическом цикле. Это открытие может стать основой для новых подходов в квантовой информатике, Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся , защищённой связи и проектировании квантовых сетей.

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся частицы таким образом, что изменение состояния одной мгновенно влияет на другую, независимо от расстояния между ними. Это ключевой ресурс для квантовой криптографии и вычислений. Однако до сих пор считалось, что преобразовать одно запутанное состояние в другое, а затем вернуться обратно без потерь — невозможно. Причина — в ограничениях операций LOCC (локальные действия и классическая коммуникация), при которых запутанность всегда уменьшается.

Проблему удалось решить благодаря введению новой концепции: «батареи запутанности». Это гипотетическое квантовое устройство, способное «накапливать» или «отдавать» запутанность во время преобразований, при этом общий её объём остаётся неизменным. Такой подход напоминает термодинамику, где энергия и энтропия могут перетекать из одной формы в другую без потерь — но только в идеальных условиях.

Как показали авторы, с помощью этой батареи можно обращаться даже со сложными смешанными состояниями, обеспечивая их полную обратимость. Всё это справедливо в асимптотическом режиме, когда оперируют с большим количеством идентичных запутанных состояний. В этом случае соотношение между преобразуемыми состояниями определяется просто: по количеству содержащейся в них запутанности. Как поясняют специалисты, Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся может участвовать в преобразовании состояний, меняя своё собственное состояние в процессе.

Работа теоретическая, но открывает дорогу созданию «вторых законов» для запутанности — аналогов второго закона термодинамики, но в мире квантовой информации. Она также предлагает возможность распространить подход на другие квантовые ресурсы, такие как когерентность или свободная энергия, путём создания соответствующих батарей.

Следующий шаг — проверка идеи в реальных условиях. Учёные намерены исследовать, можно ли создать упрощённую или уменьшенную версию батареи в лабораторных условиях. Это потребует преодоления технических барьеров: квантовые системы подвержены шуму, несовершенству и ограничены по масштабу. Как показывает опыт создания Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся , практическая реализация теоретических концепций зачастую открывает новые возможности для обеспечения безопасности передачи данных.

Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Более подробное описание доступно на Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся .