Тепло, которое запутывает: алмазные дефекты ⚡ экспресс

Обычно тепло — помеха для квантовых эффектов. Оно разрушает хрупкие связи, как толпа, в которой каждый толкает в свою сторону. Но исследователи показали: в алмазных дефектах нагрев может, наоборот, связать частицы в единый квантовый союз. В алмазе на месте атома углерода иногда возникают крошечные изъяны — в углеродной решётке появляются пары «азот-пустота». Эти дефекты ведут себя как миниатюрные магниты и слабо светятся, что позволяет следить за ними методом спектроскопии. Обычно тепло заставляет их беспорядочно колебаться, но если нарушить баланс энергообмена, среда начинает действовать как толпа с неоднородными правилами. Возникает несколько конкурирующих потоков энтропии — словно одни люди всегда поворачивают налево, создавая устойчивое течение. Если среда ещё и обладает дальними связями (например, спиновыми волнами в намагниченном материале), то дефекты синхронизируются сами собой, без внешнего управления. Рождается запутанность — состояние, когда свойства двух объектов неразрывно связаны, как движения двух танцоров, следующих одному ритму.

Такой метод не требует сложных лазеров и сверхнизких температур. Запутанность возникает в процессе рассеяния энергии, причём при вполне обычных условиях — например, при температуре жидкого азота, а то и выше. Это открывает путь к созданию простых квантовых устройств, где порядок рождается из беспорядка.