Кастрюля воды закипает, и молекулы пускаются в хаотичный пляс. Остановить это мгновение и заморозить танец невозможно, но в квантовом мире есть обходной путь: можно создать «двойника» системы, который хранит всю информацию о её тепловом состоянии. Такой двойник называют термополевым состоянием — две копии системы переплетены так, что измерение в одной мгновенно рассказывает о другой.

Беда в том, что приготовить этого двойника на квантовом компьютере — всё равно что собрать пазл из миллиарда кусочков вслепую. Обычные методы требуют гигантских вычислительных сил. Авторы работы пошли другим путём. Они берут две одинаковые квантовые системы и соединяют их сверхлокальными связями — словно прошивают два куска ткани одной ниткой в каждой точке. Эта «прошивка» рождает родительскую систему, чьё основное состояние и есть искомый двойник. Потом связи начинают медленно ослаблять — и система сама скатывается в нужное состояние, как шарик в лунку.

Исследователи проверили подход на двух классах моделей: цепочках магнитных моментов (похожих на стрелки компасов, влияющих друг на друга) и более экзотических системах со случайными связями. В обоих случаях удалось добиться высокой точности. Это значит, что метод универсален — он не зависит ни от устройства системы, ни от её температуры. А значит, скоро на квантовых компьютерах можно будет моделировать поведение сложных материалов при нагреве или даже заглядывать в физику чёрных дыр, где термополевые двойники описывают кротовые норы.