Ученые научились выделять квантовые объекты из многомерных запутанных состояний
Команда исследователей из Шаньдунского университета и Национального университета Чэнкунга сделала важный шаг к развитию устойчивых квантовых технологий. Впервые им удалось выделить скрытые квантовые связи из трехмерных запутанных состояний, используя метод однократной локальной фильтрации (ScLF). Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Квантовая запутанность — ключевой элемент в работе квантовых компьютеров и систем связи — легко разрушается из-за внешнего шума, что снижает надежность этих технологий. Новый метод позволяет восстанавливать связь между частицами без необходимости создавать множество копий одного состояния или использовать сложные фотонные взаимодействия, что раньше считалось обязательным.
Профессор Хэ Лу, один из авторов работы, отметил, что полностью идеальных квантовых состояний достичь невозможно. Поэтому задача заключалась в поиске практичного способа восстановления связи — и ScLF оказался таким решением.
В своей работе ученые использовали состояния Вернера — тип квантовых систем, которые традиционно считались слишком зашумленными, чтобы проявлять нелокальность. Однако с помощью метода ScLF, примененного к трехуровневым фотонным системам, им удалось впервые зафиксировать эффект скрытой нелокальности, предсказанный теоретиком Санду Попеску еще три десятилетия назад.
Соавтор Ен-Чен Лян из Центра квантовых технологий QFort подчеркнул, что даже сильно зашумленные квантовые состояния могут содержать важные ресурсы — если правильно их обработать.
Этот прорыв открывает возможности для создания более простых и масштабируемых методов усиления квантовых связей, особенно в многомерных фотонных системах. В будущем ученые планируют использовать интегральную оптику для адаптации метода к еще более сложным квантовым системам, что позволит отказаться от громоздких лабораторных установок.
