W laboratorium Uniwersytetu Pensylwanii Inżynierowie stworzyli chip, na którym skirmiony kwantowe zachowują swoją strukturę topologiczną nawet po całkowitym zniszczeniu splątania fotonów. To odkrycie, opublikowane 30 października 2026 roku w Nature Physics, pokazuje, że właściwości topologiczne mogą przetrwać utratę jednego z najbardziej kruchych związków kwantowych.
Zespół pod kierownictwem Lianga Fenga i przy udziale pierwszego autora Haoqi Zhao wykonała miniaturowy chip w Centrum Nanotechnologii Singha. Na chipie generowano parę splątanych fotonów, po czym na jeden z nich nanoscono charakterystyczny wzór polaryzacji — skirmion kwantowy. Następnie badacze przenosili właściwość topologiczną tego wzoru na wspólny stan kwantowy obu fotonów. Gdy na układ oddziaływały coraz silniejsze zakłócenia, w tym światło z zewnątrz, splątanie zanikało, lecz określająca liczba obejść stanów polaryzacji w skirmionie pozostawała niezmieniona.
Wyobraźcie sobie wir we włosach: poszczególne pasma można przesunąć, ale ogólny wzór i kierunek skręcenia się zachowują. Właśnie tak zachowuje się niezmiennik topologiczny skirmionu — nie zależy od lokalnych zaburzeń, dopóki nie zostanie przekroczony krytyczny próg zniszczenia. Nawet po zniknięciu splątania zachowywały się bardziej ogólne korelacje kwantowe, mierzone przez dyskord kwantowy.
To zmienia wyobrażenie o tym, jak chronić informację w przyszłych sieciach kwantowych. Zamiast polegać wyłącznie na kruchym splątaniu, można kodować dane w trwałych wzorach topologicznych, które dłużej wytrzymują zakłócenia. Odkrycie pogłębia także zrozumienie związku między topologią a korelacjami kwantowymi w ogóle.
Wyniki uzyskane na specjalnie zaprojektowanym chipie potwierdzają, że topologia może istnieć niezależnie od splątania, otwierając drogę do bardziej niezawodnych komunikacji i obliczeń kwantowych.
