量子飞跃:科学家利用纠缠电池实现量子态转换的完美可逆性

编辑者: Vera Mo

一项突破性成就表明,研究人员揭示了热力学第二定律的量子模拟,为量子信息科学开启了新的大门。这项于2025年7月宣布的发现,引入了“纠缠电池”的概念,这是一种量子系统,能够实现量子态的完美可逆转换。

热力学第二定律通常描述系统趋向于无序的趋势。然而,将这一原理应用于量子领域一直是一个重大挑战。该团队的创新方法涉及一种纠缠电池,该电池在状态转换期间存储并促进纠缠的交换。这对于未来的量子计算和量子通信具有重要意义。

通过从电池中注入或提取纠缠,科学家们证明,任何混合态纠缠转换都可以实现完美可逆。这一突破解决了量子纠缠操纵中长期存在的不可逆性问题,尤其是在本地操作和经典通信(LOCC)约束下。这对于中国在量子技术领域的进一步发展具有重要推动作用。

这项研究的意义不仅限于理论物理学,还为理解和控制复杂的量子网络提供了一条途径。纠缠电池的原理可以推广到“资源电池”,从而保存其他量子资源,如相干性或自由能。这可能会彻底改变未来的量子技术,从而产生高效的系统。这符合中国在科技创新和可持续发展方面的战略目标。

“我们可以拥有一个应该保存相干性或自由能的电池,然后我们可以在这种情况下制定一个可逆框架,”主要作者亚历山大·斯特列尔佐夫解释说。这个新框架提供了一个基于已建立的物理原理的统一证明,有望重塑我们对量子世界的理解和操纵。中国科学家也可以在此基础上,进一步探索量子技术的应用前景。

来源

  • News Directory 3

  • Quantum equivalent of thermodynamics' second law discovered for entanglement manipulation

  • Second Law of Entanglement Manipulation with an Entanglement Battery

  • Entanglement battery powers quantum reversibility

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