في عام 1867، ابتكر جيمس كليرك ماكسويل شيطانًا يفرز جزيئات الغاز وبذلك يخالف القانون الثاني للديناميكا الحرارية. يحتاج الشيطان إلى معرفة سرعات الجسيمات. في العالم الكمومي، توجد مهمة مشابهة: كبح التشابك ومنع نموه الانهياري، لكن مراقبة النظام بأكمله مستحيلة. وتبين أن الشيطان لا يحتاج إلا إلى دفتر ملاحظات ناقص.
التشابك الكمي هو ارتباط كمومي تفقد فيه الجسيمات استقلاليتها. في مخطط المثبتات المكون من N كيوبتًا، في كل خطوة، وباحتمال p، يضع الوكيل بوابة ثنائية الكيوبت مثالية لفك التشابك، وباحتمال 1-p يضع بوابة كليفورد عشوائية. يرى الوكيل "لوحة" المثبتات، وقد حُذف منها عشوائيًا جزء نسبته 1-q من الصفوف. التدريب باستخدام طريقة تحسين السياسة القريبة (Proximal Policy Optimization) مع بنية محولات (Transformer) أعطى نتيجة غير متوقعة: مع المعلومات الكاملة (q=1)، يختفي الانتقال الطوري تمامًا. حتى مع أي p>0 مهما صغر، تكون الحالة المستقرة ذات قانون مساحي للتشابك، بينما تنكمش الطور الحجمي إلى نقطة p=0.
الآلية هي إنشاء سلسلة من "أعناق الزجاجة": يختار الوكيل عدة وصلات متباعدة بالتساوي ويبقي التشابك عليها شبه معدوم. هذا يقسم السلسلة إلى أنظمة فرعية ويحد من أقصى تشابك ممكن. يأخذ ملف التشابك شكل أهرامات متشابهة ذاتيًا عند مضاعفة حجم النظام. مع المعلومات الجزئية، اكتُشفت عتبة حرجة $q_c$(p): فوقها قانون مساحي، وتحتها قانون حجمي. مع زيادة p، تقل نسبة المعلومات المطلوبة. بالنسبة إلى p≥$p_c^{gree}$dy، يبقى القانون المساحي حتى عندما تؤول q إلى الصفر، لأن الوكيل يلتقط أزواج بيل بكفاءة باستخدام المثبت الوحيد المتاح.
قبل هذا العمل، لم يكن واضحًا ما إذا كان يمكن التحكم في التشابك في نظام كمومي متعدد الجسيمات مع معلومات جزئية فقط عن حالته، وما الاستراتيجيات المطلوبة لذلك. الآن تبيّن أن الوكلاء المدرَّبين بالتعزيز قادرون على الحفاظ على القانون المساحي للتشابك حتى مع نسبة صغيرة من المثبتات المرصودة، إذا تجاوزت هذه النسبة العتبة الحرجة. مقارنة الاستراتيجيات العشوائية والجشعة والمدرَّبة على نفس النموذج مع تغيير نسبة المعلومات المتاحة كشفت انتقالًا حادًا في سلوك النظام. قد يكون هذا مفيدًا في تطوير بروتوكولات تصحيح الأخطاء الكمومية والذاكرة الكمومية، حيث يلزم كبح التشابك مع الضوضاء مع محدودية الوصول إلى القياسات.
شيطان ماكسويل بذاكرة ناقصة لم يكن خيالًا، بل خوارزمية ملموسة. أمامنا تحديد الأسس الحرجة (Critical Exponents) قرب عتبة المعلومات، واختبار الاستراتيجيات على دوائر ذات معاملات بوابات مستمرة، مما يقربنا من المعالجات الكمومية الحقيقية.
بالنسبة لنظام من 128 كيوبتًا، يستخدم الوكيل المدرَّب حوالي 13 مثبتًا فقط من أصل 128 (عند q=0.1)، ومع ذلك يبقي التشابك عند المستوى المساحي، ملتقطًا أزواج بيل باحتمال 76%.
فكرة "شيطان" يعرف جزءًا فقط من معلومات النظام ويبقيه بعيدًا عن الفوضى تذكّرنا بشيطان ماكسويل في الخيال العلمي، لكن هنا الشيطان هو شبكة عصبية تدرّبت عبر التجربة والخطأ.