In un traguardo rivoluzionario, i ricercatori hanno svelato un analogo quantistico della seconda legge della termodinamica, aprendo nuove porte nella scienza dell'informazione quantistica. Questa scoperta, annunciata nel luglio 2025, introduce il concetto di "batteria di entanglement", un sistema quantistico che consente trasformazioni perfettamente reversibili degli stati quantistici.
La seconda legge della termodinamica descrive tipicamente la tendenza dei sistemi verso il disordine. Tuttavia, applicare questo principio nel regno quantistico è stata una sfida significativa. L'approccio innovativo del team coinvolge una batteria di entanglement, che immagazzina e facilita lo scambio di entanglement durante le trasformazioni degli stati.
Iniettando o estraendo entanglement dalla batteria, gli scienziati hanno dimostrato che qualsiasi trasformazione di entanglement in stati misti può essere resa perfettamente reversibile. Questa scoperta affronta il problema di lunga data dell'irreversibilità nella manipolazione dell'entanglement quantistico, specialmente sotto i vincoli delle operazioni locali e della comunicazione classica (LOCC).
Le implicazioni di questa ricerca vanno oltre la fisica teorica, offrendo una via per comprendere e controllare reti quantistiche complesse. I principi della batteria di entanglement possono essere generalizzati a "batterie di risorse", preservando altre risorse quantistiche come la coerenza o l'energia libera. Questo potrebbe rivoluzionare le tecnologie quantistiche future, portando a sistemi altamente efficienti.
"Possiamo avere una batteria che preserva coerenza o energia libera, e così formulare un quadro reversibile in questo contesto", spiega Alexander Streltsov, autore principale. Questo nuovo quadro offre una prova unificata basata su principi fisici consolidati, promettendo di rimodellare la nostra comprensione e manipolazione del mondo quantistico.