Физики из RIKEN расширили ключевой закон квантовой информации, применив его к системам с дальнодействующими взаимодействиями, что может улучшить разработку квантовых компьютеров. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Квантовые системы, состоящие из множества частиц, сложно анализировать из-за сильных связей, действующих на больших расстояниях. Закон площади, который утверждает, что информация, передаваемая между двумя частями квантовой системы, зависит от границы между ними, а не от размера, помогает понять структуру информации в природе.
Донхун Ким из RQC отметил, что закон сохранения энергии упрощает анализ, так как достаточно знать связь между двумя частями системы. Однако ранее закон площади применялся только к системам с короткодействующими взаимодействиями. Ким и его коллеги показали, что он также актуален для систем с дальнодействующими взаимодействиями при определённых условиях. Это открытие важно для практического применения квантовых систем, таких как квантовые компьютеры, так как позволяет лучше моделировать квантовые системы при конечных температурах и управлять запутанностью и тепловыми корреляциями.
Ионные ловушки, подобные показанной здесь, являются многообещающей технологией для разработки квантовых компьютеров. Ловушки для ионов также являются примером системы с дальнодействующим взаимодействием, к которой можно применить закон площади.
Фото: Эндрю Брукс, Национальная физическая лаборатория / Библиотека научных фотографий.
Дополнительная информация: Donghoon Kim et al, Thermal Area Law in Long-Range Interacting Systems, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.020402. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2404.04172