У знаковому досягненні, дослідники представили квантовий аналог другого закону термодинаміки, що відкриває нові горизонти в науці про квантову інформацію. Це відкриття, оголошене в липні 2025 року, вводить концепцію "батареї заплутаності", квантової системи, що забезпечує абсолютно зворотні перетворення квантових станів.
Другий закон термодинаміки зазвичай описує тенденцію систем до безладдя. Однак застосування цього принципу в квантовій сфері стало значним викликом. Інноваційний підхід команди передбачає використання батареї заплутаності, яка зберігає і сприяє обміну заплутаністю під час перетворень станів.
Вводячи або витягуючи заплутаність з батареї, вчені продемонстрували, що будь-яке перетворення змішаного стану заплутаності може бути зроблене абсолютно зворотним. Це прорив вирішує давню проблему незворотності в маніпуляціях з квантовою заплутаністю, особливо в умовах локальних операцій та класичної комунікації (LOCC).
Наслідки цього дослідження виходять за межі теоретичної фізики, пропонуючи шлях до розуміння та контролю складних квантових мереж. Принципи батареї заплутаності можуть бути узагальнені на "ресурсні батареї", зберігаючи інші квантові ресурси, такі як когерентність або вільна енергія. Це може революціонізувати майбутні квантові технології, ведучи до високоефективних систем.
"Ми можемо мати батарею, яка повинна зберігати когерентність або вільну енергію, і тоді ми можемо сформулювати зворотну структуру в цьому контексті," пояснює Олександр Стрелцов, провідний автор. Ця нова структура пропонує єднальне доведення на основі встановлених фізичних принципів, обіцяючи змінити наше розуміння та маніпуляцію квантовим світом.