Em uma conquista inovadora, pesquisadores revelaram um análogo quântico da segunda lei da termodinâmica, abrindo novas portas na ciência da informação quântica. Esta descoberta, anunciada em julho de 2025, introduz o conceito de "bateria de emaranhamento", um sistema quântico que possibilita transformações de estados quânticos perfeitamente reversíveis.
A segunda lei da termodinâmica geralmente descreve a tendência dos sistemas em direção à desordem. No entanto, aplicar este princípio no reino quântico tem sido um desafio significativo. A abordagem inovadora da equipe envolve uma bateria de emaranhamento, que armazena e facilita a troca de emaranhamento durante as transformações de estado.
Ao injetar ou extrair emaranhamento da bateria, os cientistas demonstraram que qualquer transformação de emaranhamento em estado misto pode ser feita perfeitamente reversível. Essa inovação aborda a questão de longa data da irreversibilidade na manipulação do emaranhamento quântico, particularmente sob as restrições de operações locais e comunicação clássica (LOCC).
As implicações desta pesquisa vão além da física teórica, oferecendo um caminho para entender e controlar redes quânticas complexas. Os princípios da bateria de emaranhamento podem ser generalizados para "baterias de recursos", preservando outros recursos quânticos como coerência ou energia livre. Isso pode revolucionar as tecnologias quânticas futuras, levando a sistemas altamente eficientes.
"Podemos ter uma bateria que deve preservar a coerência ou a energia livre, e então podemos formular uma estrutura reversível nesse contexto," explica Alexander Streltsov, o autor principal. Essa nova estrutura oferece uma prova unificada baseada em princípios físicos estabelecidos, prometendo reformular nossa compreensão e manipulação do mundo quântico.