Квантовый прокол времени — альтернатива квантовой телепортации

Обычно, две частицы становятся «перепутанными» или связанными в квантовом смысле (quantum entanglement) после физического контакта, однако, в новом исследовании применен новый тип связывания — между двумя кубитами, никогда не взаимодействовавшими между собой. Статья сотрудников Института фундаментальной физики в Мадриде, посвященная этому способу связывания, была опубликована в свежем издании Physical Review Letters.

«Мы нашли, что в реальном эксперименте невозможно связать две системы, которые не взаимодействовали между собой или единомоментно с общим ресурсом, — поясняет один из исследователей, Карлос Сабин (Carlos Sabín). — Обойти это можно, используя корреляции между прошлым и будущим, имеющиеся в квантовом вакууме».

Хотя в вакууме квантового поля нет частиц, физики с 70-х годов прошлого века знают о существовании там квантовых флуктуаций. В локальном масштабе вакуум напоминает облако из пар частиц, постоянно возникающих и исчезающих слишком быстро, чтобы быть обнаруженными инструментально. Такие флуктуации коррелированы не только между разными областями пространства, но и времени.

В статье испанские физики описывают эксперимент, с использованием двух сверхпроводящих кубитов, условно названных P и F. В начальный интервал времени P соединен с квантовым вакуумом линией передачи, в следующий интервал P отключен от вакуума и окончательно, к вакууму подсоединяется P. Даже несмотря на то, что P и F не взаимодействуют с полем вакуума в общий период времени, их квантовые состояния становятся связанными. Кубит F взаимодействует с квантовыми флуктуациями вакуума, которые коррелированы с теми флуктуациями, с которыми в прошлом взаимодействовал кубит P. Сабин описывает это как обмен виртуальными фотонами, распространяющимися быстрее, чем свет.

Для того чтобы гарантировать, что эта связь не вызвана классическими причинами, физики сконфигурировали эксперимент так, чтобы запретить обмен реальными фотонами между кубитами.

Овладение новым способом квантового связывания может породить интересные приложения, например, в области квантовой памяти. Состояние кубита P при этом будет пересылаться в будущее в виде состояния кубита F — своеобразный прокол времени. Таким образом, новая схема предлагает альтернативу квантовой телепортации, явлению «прокола пространства», уже реализованному экспериментально.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI