Trong một thành tựu đột phá, các nhà nghiên cứu đã công bố một tương tự lượng tử của định luật thứ hai của nhiệt động lực học, mở ra những cánh cửa mới trong khoa học thông tin lượng tử. Phát hiện này, được công bố vào tháng 7 năm 2025, giới thiệu khái niệm "pin tương quan", một hệ thống lượng tử cho phép các biến đổi trạng thái lượng tử hoàn toàn đảo ngược.
Định luật thứ hai của nhiệt động lực học thường mô tả xu hướng của các hệ thống hướng tới sự hỗn loạn. Tuy nhiên, việc áp dụng nguyên tắc này trong lĩnh vực lượng tử đã là một thách thức lớn. Cách tiếp cận sáng tạo của nhóm nghiên cứu liên quan đến một pin tương quan, lưu trữ và tạo điều kiện cho việc trao đổi sự tương quan trong quá trình biến đổi trạng thái.
Bằng cách bơm hoặc rút sự tương quan từ pin, các nhà khoa học đã chứng minh rằng bất kỳ biến đổi sự tương quan trạng thái hỗn hợp nào cũng có thể được thực hiện hoàn toàn đảo ngược. Đột phá này giải quyết vấn đề lâu dài về tính không đảo ngược trong việc thao tác sự tương quan lượng tử, đặc biệt dưới các hạn chế của các hoạt động địa phương và giao tiếp cổ điển (LOCC).
Các hệ quả của nghiên cứu này vượt ra ngoài vật lý lý thuyết, cung cấp một con đường để hiểu và kiểm soát các mạng lượng tử phức tạp. Các nguyên tắc của pin tương quan có thể được tổng quát thành "pin tài nguyên", bảo tồn các tài nguyên lượng tử khác như độ đồng pha hoặc năng lượng tự do. Điều này có thể cách mạng hóa các công nghệ lượng tử trong tương lai, dẫn đến các hệ thống hiệu quả cao.
"Chúng tôi có thể có một pin được thiết kế để bảo tồn độ đồng pha hoặc năng lượng tự do, và sau đó chúng tôi có thể xây dựng một khung đảo ngược trong bối cảnh này," Alexander Streltsov, tác giả chính giải thích. Khung mới này cung cấp một bằng chứng thống nhất dựa trên các nguyên tắc vật lý đã được thiết lập, hứa hẹn sẽ định hình lại hiểu biết và thao tác của chúng ta về thế giới lượng tử.