Исследователи из Университета Тохоку и Школы Святого Павла разработали алгоритм, позволяющий квантовым компьютерам анализировать и защищать квантовую запутанность — основу квантовых вычислений. Результаты, опубликованные в Physical Review Letters 4 марта 2025 года, углубляют понимание этого явления, которое Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии».
Квантовая запутанность связывает частицы независимо от расстояния, что делает её ключевым элементом мощности квантовых компьютеров. Новый метод, названный свидетельством вариационной запутанности (VEW), использует квантовый алгоритм для оптимизации обнаружения запутанности. В отличие от традиционных подходов, VEW точнее различает запутанные и не запутанные состояния.
Однако запутанность хрупка: традиционные методы измерения могут её разрушить. Чтобы избежать этого, исследователи предложили нелокальную систему измерений, которая оценивает свойства запутанности без коллапса квантовой волновой функции.
«Наш метод обеспечивает надежное обнаружение и защиту запутанности, что важно для квантовых вычислений, связи и криптографии», — отметил Ле Бин Хо, ведущий автор исследования.
Команда планирует улучшить алгоритм, повысив его эффективность и точность, что станет важным шагом в развитии квантовых технологий.
Визуализация схемы вариационного свидетеля запутанности (VEW). Слева: Множество квантовых состояний ожидают своей оценки. Каждое состояние анализируется по очереди с помощью метода VEW. Справа: На основе полученных результатов они классифицируются либо в подпространство запутанности (красный эллипс), либо в подпространство разделимости (синий эллипс). Изображение: Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.013239
Дополнительная информация: Haruki Matsunaga et al, Detecting and protecting entanglement through nonlocality, variational entanglement witness, and nonlocal measurements, Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.013239
Источник: Entangled in self-discovery: Quantum computers analyze their own entanglement