Физики обнаружили, что «квантовое хищение» может стать бесконечным источником запутанности:
Кража с банковских счетов компании может принести вам время в большом доме. Но хищение из квантового реестра может не быть противозаконным.
На самом деле, новое исследование показывает, что это может быть удобным способом запутать частицы, не нарушая их математику.
Ранее в этом веке исследователь квантовых вычислений Вим ван Дам и физик Патрик Хейден описали процесс, который они назвали хищнической запутанностью, названной так в честь несерьёзного подхода, который некоторые системы потенциально могли бы использовать для объединения своих чисел, не оставляя следов.
Физики-теоретики Лауриц ван Луйк, Александр Штоттмайстер, Райнхард Ф. Вернер и Хенрик Вильминг из Ганноверского университета имени Лейбница в Германии определили области, которые могут сыграть ключевую роль в этом необычном квантовом ограблении.
Наша физическая Вселенная, где объекты обладают очень четко определенными свойствами, такими как местоположение, импульс и энергия, возникает из неразрешенной версии реальности, состоящей из «может быть» и «вероятностей».
Насколько неопределенным было это существование до того, как оно было зафиксировано измерением, настолько же строги законы, регулирующие его работу, как и законы любого казино. Взаимодействие с дополнительными частицами может нарушить шансы так же легко, как дополнительная колода карт может изменить ход игры в покер.
Запутанность — это
одновременно удобный инструмент и
фон для любого счетчика физических карт.
При правильном подходе запутанность может быть использована в качестве основы мощных алгоритмов, объединяющих вероятности сотен или даже тысяч квантовых карточных игр. В форме случайных вторжений они могут превратить полезное квантовое состояние в бессмысленный хаос.
Говоря математическим языком, можно показать, что некоторые квантовые преобразования более тонкие, чем другие. Например, один тип изменения возвращает в состояние, которое, по-видимому, не нарушено. Описанное как своего рода катализатор, это обращение позволяет выполнять вычислительные операции, которые были бы невозможны в случаях, когда изменяются конечные состояния.
Если ван Дам и Хейден продемонстрировали, что катализаторы могут универсально переворачивать любое запутанное состояние по своему желанию, то исследователи из Университета Лейбница теперь алгебраически продемонстрировали, что сочетание общей теории относительности и квантовой теории поля может привести к бездонной яме катализаторов.
Теоретически релятивистское квантовое поле может служить бесконечным источником хищений, связываясь с частицами таким образом, что это не изменит их деликатного состояния.
«Поскольку банк находится в том же состоянии до и после хищения, это означает, что никто не может его обнаружить», — объяснил ван Луйк Кармеле Падавик-Каллаган из New Scientist . «Это идеальное преступление».
Чтобы стать практической системой, необходимо определить физический эквивалент подходящего поля. Прямо сейчас хищение запутанности — это скорее математическая абстракция, чем руководство «как» для тихого воровства из Вселенной.
Однако знание того, что бесконечные уровни запутанности могут естественным образом возникать в абсолютном небытии, может указать путь к целому криминальному миру физики, где различные виды краж происходят прямо у нас под носом.
Данное исследование принято к публикации в журнале Physical Review Letters.
Прочитайте что такое взгляд в будущее