Ученые раскрыли скрытые квантовые связи в зашумленных состояниях

Команда исследователей из Шаньдунского университета и Национального университета Чэнкунга сделала важный шаг в развитии устойчивых квантовых технологий. В своей работе ученые впервые смогли выделить скрытые квантовые связи из трехмерных запутанных состояний, применив метод однократной локальной фильтрации (ScLF). Эта разработка была опубликована в журнале Physical Review Letters и представляет собой значительное достижение в квантовых вычислениях и коммуникациях.

Как отметили ученые, квантовая запутанность является основой квантовых компьютеров и систем связи, но она подвержена разрушению из-за внешнего шума. Это серьезно снижает надежность таких технологий. Новый метод ScLF позволяет восстанавливать связь между частицами без необходимости создавать множество копий одного состояния или использовать сложные фотонные взаимодействия, что ранее считалось обязательным. Этот подход открывает новые возможности для более эффективного использования квантовых систем.

Профессор Хэ Лу, один из авторов исследования, подчеркнул, что достижение идеально чистых квантовых состояний невозможно. Однако с помощью метода ScLF ему и его коллегам удалось разработать практичное решение для восстановления связи в квантовых системах. В ходе экспериментов исследователи использовали состояния Вернера, которые традиционно считались слишком зашумленными, чтобы проявлять нелокальность. С помощью ScLF в трехуровневых фотонных системах им удалось зафиксировать эффект скрытой нелокальности, который был предсказан еще три десятилетия назад теоретиком Санду Попеску.

Ен-Чен Лян, соавтор работы из Центра квантовых технологий QFort, отметил, что даже сильно зашумленные квантовые состояния могут содержать важные ресурсы, если их правильно обработать. Этот прорыв позволяет ученым создавать более простые и масштабируемые методы усиления квантовых связей, что особенно важно для многомерных фотонных систем. В будущем исследователи планируют использовать интегральную оптику для адаптации метода к более сложным квантовым системам, что избавит от необходимости громоздких лабораторных установок.