Вчені виявили, що «квантове розкрадання» може запропонувати нескінченне джерело заплутаності

Крадіжка з банківських рахунків компанії може заробити вам час у великому будинку. Але розкрадання з квантової книги може не суперечити закону. Фактично, нове дослідження виявило, що це може бути зручним способом заплутувати частинки, не псуючи їх математику. Раніше в цьому столітті дослідник квантових обчислень Вім ван Дам і фізик Патрік Хейден описали процес, який вони назвали ebezzling entanglement, названий на честь легковажного підходу, який потенційно можуть застосувати деякі системи, щоб об’єднати свої числа, не залишаючи сліду.

Фізики-теоретики Лауріц ван Луйк, Олександр Стотмайстер, Рейнхард Ф. Вернер і Генрік Вільмінг з Університету Лейбніца в Ганновері в Німеччині тепер визначили поля, які можуть стати ключовими гравцями в цьому незвичайному квантовому пограбуванні. Наш фізичний Всесвіт, де об’єкти мають дуже чітко визначені властивості, такі як місцезнаходження, імпульс та енергія, виникає з невирішеної версії реальності, що складається з можливостей і ймовірностей.

Наскільки невизначеним є це існування до того, як його зафіксують вимірювання, закони, що регулюють його роботу, такі ж суворі, як закони будь-якого казино. Взаємодія з додатковими частинками може змінити шанси так само легко, як додаткова колода карт може змінити спосіб гри в покер.

Entanglement — це і зручний інструмент, і фольга для будь-якого лічильника фізичних карток.

Зробивши це правильно, заплутаність можна використовувати як основу потужних алгоритмів, що поєднують ймовірності сотень або навіть тисяч квантових карткових ігор. У формі випадкових вторгнень вони можуть перетворити корисний квантовий стан на безглуздий хаос.

Математично кажучи, можна показати, що деякі квантові перетворення більш тонкі, ніж інші. Наприклад, один тип змін повертає стан, який не здається порушеним. Описане як свого роду каталізатор, це реверсування дозволяє виконувати обчислювальні операції, які були б неможливі у випадках, коли кінцеві стани змінено.

Там, де ван Дам і Хайден продемонстрували, що каталізатори можуть універсально перевернути будь-який заплутаний стан за бажанням, дослідники з Університету Лейбніца тепер алгебраїчно продемонстрували, що поєднання загальної теорії відносності та квантової теорії поля може призвести до бездонної ями каталізаторів. Теоретично релятивістське квантове поле може служити нескінченним ресурсом розкрадання, заплутуючи частинки таким чином, що не змінюватиме їхній делікатний стан.

«Оскільки банк перебуває в однаковому стані до і після розкрадання, це означає, що ніхто не може це виявити», — пояснив ван Луйк Кармелі Падавік-Каллаган з New Scientist. «Це ідеальний злочин».

Щоб стати практичною системою, необхідно визначити фізичний еквівалент відповідного поля. Наразі розкрадання є скоріше математичною абстракцією, ніж інструкцією «як це зробити» для тихої крадіжки Всесвіту. Проте знання нескінченних рівнів заплутаності, які природним чином можуть відбуватися в абсолютному небутті, може вказати шлях до цілого злочинного підземного світу фізики, де різні класи крадіжок відбуваються прямо у нас під носом. Це дослідження було прийнято для публікації в Physical Review Letters.