Квантовая запутанность допускает невероятные возможности для передачи состояния частиц на бесконечные расстояния за какие-то мгновения. Это принято назвать телепортацией, хотя в обычном понимании это далеко не так. Тем не менее, учёные научились ставить эксперименты по мгновенной передаче «информации» с помощью запутанных частиц, на чём будет строиться квантовый интернет. Теперь исследователи доказали, что телепортировать можно также энергию.
Источник изображения: Pixabay
Возможность квантовой телепортации энергии около 20 лет назад начал доказывать японский физик Масахиро Хотта (Masahiro Hotta) из Университета Тохоку. В ряде работ за это время он обосновал возможность таких явлений и заложил основу для постановки эксперимента. Опыт поставил другой японец — Казуки Икеда (Kazuki Ikeda) из Университета Стоуни Брук в штате Нью-Йорк. В своей работе, которая доступна на сайте arXiv.org, Икеда утверждает, что ему впервые удалось телепортировать энергию с помощью обычного квантового компьютера.
«Мы сообщаем о первой реализации и наблюдении квантовой телепортации энергии на реальном квантовом оборудовании», — сказал он, добавив, что возможность телепортации энергии может иметь глубокие последствия для будущего квантового интернета.
Ключевая идея квантовой телепортации энергии заключается в том, что энергия любой квантовой системы постоянно колеблется. Именно эти естественные колебания энергии можно использовать на квантовом уровне. Энергия не приобретается и не теряется, как показал Масахиро Хотта, она просто передается. Если энергию одной из связанных квантовых частиц можно измерить, то эту же величину (по аналогии с передачей состояния или «информации») можно извлечь из другой связанной квантовой частицы, где бы она ни находилась в этот момент во Вселенной.
Сегодня найти квантовый компьютер для подобного эксперимента не составляет труда. Группа Икеды воспользовалась удалённым доступом к квантовому компьютеру IBM, на котором запустила свой уникальный алгоритм. Алгоритм отработал как задумано и позволил получить согласующийся с теорией Хотта результат. Квантовая телепортация энергии произошла в пределах квантового процессора IBM, но если опыт повторить на какой-либо квантовой сети, которые постепенно развёртываются в США, то учёные ожидают увидеть телепортацию энергии на расстояния многих километров.
Другое дело, насколько это будет значительный перенос энергии, чтобы им можно было воспользоваться из практических соображений? В любом случае, новые данные о квантовом мире позволят больше узнать о мире, в котором мы живём.