Исследователи из Шаньдунского университета и Национального университета Чэнкунга сделали важный шаг на пути к более надежным квантовым технологиям. Ученые впервые продемонстрировали извлечение скрытых квантовых корреляций из трехмерных запутанных состояний, используя особый метод однокопийной локальной фильтрации (ScLF). Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Квантовая запутанность — основа для работы квантовых компьютеров и систем связи — крайне чувствительна к внешнему шуму. Этот шум разрушает связь между частицами, снижая эффективность технологий. Однако ScLF позволяет “очистить” одно запутанное состояние, не требуя многократного копирования и сложного взаимодействия между фотонами — что ранее считалось необходимым.
“Подготовка идеальной запутанности — практически невозможна”, — объяснил соавтор исследования, профессор Хэ Лу. — “Поэтому мы искали простой, реализуемый на практике способ ее восстановления. И нашли его в методе ScLF”.
Исследователи работали с квантовыми состояниями, известными как состояния Вернера, которые обычно считаются “слишком шумными” для демонстрации нелокальности — фундаментального квантового эффекта. Однако, применив ScLF к трехуровневой (трехмерной) системе фотонов (частиц света), ученым удалось извлечь и зафиксировать феномен скрытой нелокальности — впервые с момента, как теоретик Санду Попеску предположил такую возможность 30 лет назад.
“Мы показали, что даже одно «грязное» квантовое состояние содержит в себе мощные ресурсы, если к нему правильно подойти”, — добавлил соавтор Ен-Чен Лян из Центра квантовых технологий QFort.
Работа команды открывает путь к более простым и масштабируемым методам очистки и усиления квантовых связей — особенно в многомерных фотонных системах. В дальнейшем исследователи планируют адаптировать метод для еще более высоких измерений, используя интегральную оптику, что позволит преодолеть ограничения объемных оптических установок.
Ранее ученые выяснили, что некоторые объекты невидимы для глаз человека.