В лаборатории Пенсильванского университета инженеры создали чип, на котором квантовые скирмионы сохраняют свою топологическую структуру даже после полного разрушения запутанности фотонов. Это открытие, опубликованное 30 октября 2026 года в Nature Physics, показывает, что топологические свойства могут пережить потерю одной из самых хрупких квантовых связей.
Команда под руководством Лян Фэна и при участии первого автора Хаоци Чжао изготовила миниатюрный чип в Центре нанотехнологий Сингха. На чипе генерировалась пара запутанных фотонов, после чего на один из них наносился характерный узор поляризации — квантовый скирмион. Исследователи затем передавали топологическое свойство этого узора на общее квантовое состояние двух фотонов. Когда на систему воздействовали всё более сильными помехами, включая посторонний свет, запутанность исчезала, но определяющее число обходов поляризационных состояний в скирмионе оставалось неизменным.
Представьте вихрь в волосах: отдельные пряди можно сдвинуть, но общий рисунок и направление завихрения сохраняются. Именно так ведёт себя топологический инвариант скирмиона — он не зависит от локальных возмущений, пока не превышен критический порог разрушения. Даже после исчезновения запутанности сохранялись более общие квантовые корреляции, измеряемые через квантовый дискорд.
Это меняет представление о том, как защищать информацию в будущих квантовых сетях. Вместо того чтобы полагаться только на хрупкую запутанность, можно кодировать данные в устойчивых топологических узорах, которые выдерживают помехи дольше. Открытие также углубляет понимание связи между топологией и квантовыми корреляциями в целом.
Результаты, полученные на специально разработанном чипе, подтверждают, что топология способна существовать независимо от запутанности, открывая путь к более надёжным квантовым коммуникациям и вычислениям.
