Komputery kwantowe badają własne splątanie. Ich możliwości powalają na kolana

Splątanie kwantowe stoi za imponującymi zdolnościami obliczeniowymi komputerów kwantowych. Nie jest jednak jeszcze w pełni zbadane, a w zmianie takiego stanu rzeczy mogą pomóc same… komputery.
Komputery kwantowe badają własne splątanie. Ich możliwości powalają na kolana

Może to budzić skojarzenia z Leonidem Rogozowem, radzieckim lekarzem, który samodzielnie przeprowadził na sobie operację wycięcia wyrostka robaczkowego. W przypadku maszyn mówimy natomiast o wykorzystywaniu przez nie swoich możliwości obliczeniowych do poznawania sekretów zjawiska, które umożliwia im takie obliczenia. 

Czytaj też: Nieoczekiwany sukces w walce z kwantowym chaosem. Naukowcy przekroczyli magiczną granicę

Czym w ogóle jest splątanie kwantowe? Na pierwszy rzut oka to fenomen przeczący logice, dlatego Albert Einstein określił je mianem upiornego działania na odległość. W jego ramach możemy powiązać ze sobą dwie cząstki. Ich rozdzielenie, bez względu na wybraną odległość, będzie sprawiało, że wpływ na jedną z cząstek z automatu przeniesie się również na drugą.

To oczywiście wielkie uproszczenie, ale odzwierciedlające cały mechanizm. Poznawanie dotyczących go szczegółów to znacznie większe wyzwanie, z którym mierzą się fizycy. Ci, w ramach międzynarodowej współpracy – prowadzonej na linii Japonia – Wielka Brytania – dokonali niedawno imponującego wyczynu dotyczącego splątania kwantowego.

Komputery kwantowe są obecnie na tyle rozwinięte, że mogą same badać splątanie kwantowe, któremu zawdzięczają swoje imponujące możliwości obliczeniowe

Piszą o nim teraz na łamach Physical Review Letters. Jak wyjaśniają, wykorzystali tzw. VEW (variational entanglement witness) w celu zwiększenia dokładności wykrywania oraz siły utrzymującego się splątania. Uzyskany rezultat powinien mieć przełożenie na powstawanie wydajniejszych i bardziej niezawodnych technologii kwantowych od dostępnych obecnie.

Mówiąc krótko: przedstawiciele Uniwersytetu Tohoku i St. Paul’s School w Londynie zaimplementowali komputerom kwantowym algorytm pozwalający tym urządzeniom na analizowanie i zachowywanie splątania kwantowego. Dotychczas stosowane rozwiązania często nie mogły identyfikować wszystkich stanów splątanych, a za sprawą nowego podejścia się to zmieniło. VEW okazał się zdecydowanie lepiej radzić z rozróżnianiem stanów splątanych i niesplątanych.

Czytaj też: Przełom w fizyce kwantowej. Amerykanie stworzyli to, co uznawano za niemożliwe

Co więcej, konwencjonalne metody nierzadko niszczą splątanie kwantowe, dlatego autorzy nowych badań chcieli to zmienić. Jak zapowiedzieli, tak zrobili. Nie tylko lepiej radzą sobie z identyfikacją tego zjawiska, ale jednocześnie zwiększyli jego ochronę. Teraz podkreślają, że poczynione postępy będą miały przełożenie na realne zastosowania w zakresie obliczeń kwantowych, komunikacji bądź kryptografii. Co ciekawe, ich algorytm jest pierwszym, który za jednym razem wykrywa, ale i zachowuje splątanie.