Энергию телепортируют между пятью частицами ✛ ✦

Оригинал: "Quantum Energy Teleportation across Multi-Qubit Systems using W-State Entanglement"
arXiv:2505.01863v1 · 2025-05-03 · CC BY 4.0 · 1 мин
Впервые энергия передана квантовым способом сразу нескольким получателям.

Энергия между частицами распределяется, как деньги на общем счёте. Один вносит вклад — проводит измерение над своей частицей, и это мгновенно добавляет энергию в общую кассу. Но забрать свою долю остальные могут только после обычного сигнала, который подчиняется скорости света.

Фокус в том, что частицы предварительно спутывают в суперпозицию — состояние, где каждая существует сразу в нескольких вариантах. Измерение вызывает коллапс — выбор одного варианта — и энергия как бы «вливается» в сетку. Раньше это удавалось лишь с двумя частицами. Теперь на квантовом процессоре IBM физики провели опыт с тремя, четырьмя и пятью. Они использовали особый тип связи, который не рвётся при выпадении одной частицы. Из-за несовершенства приборов возникала декогеренция — потеря квантовых свойств, но результат был заметен.

Самое неожиданное: измеряемая частица остаётся нетронутой, а энергию поставляет паутина квантовой запутанности — той странной связи, которую Эрвин Шрёдингер назвал загадкой микромира. Джон Белл позже доказал, что такие корреляции сильнее любых классических объяснений. Энергия всегда была «разлита» по всем участникам, измерение лишь её перераспределяет. Так что общий баланс сходится, а квантовая информация — знание о системе — превращается в реальную работу.

Энергия не телепортируется в прямом смысле — она изначально распределена по запутанным частицам, как общие сбережения, и лишь переходит в доступную форму.

|W_n\rangle = \frac{1}{\sqrt{n}} (|10\ldots0\rangle + |010\ldots0\rangle + \ldots + |00\ldots01\rangle)
Равномерная суперпозиция всех чистых состояний с ровно одним возбуждённым кубитом
E_0 = \frac{h^2}{h^2 + k^2}
Энергия, вносимая проективным измерением отправителя, зависит от весов начального состояния
Учёные
William WoottersGeorge GamowLeo EsakiJohn Stewart BellErwin SchrödingerAlain Aspect
Понятия
квантовая телепортация технология квантовых сетей обмен энергией передача данных центр обработки данных сверхпроводящий кубит трансмонный кубит состояния Белла скейлинг распространение ошибок энергетическое состояние ячейка памяти сеть защищённая связь память распространение информации переход трёхфотонная запутанность основное состояние трансмон