Квантовые системы из множества частиц — основа будущих компьютеров и защищённых сетей. Но чем больше частиц, тем сложнее понять, как они устроены: число возможных состояний растёт лавиной. Обычный способ — измерить всё подряд — занимает невероятно много времени.
Физики придумали обходной путь: не восстанавливать всю систему, а посмотреть только на её малые части — как если бы для оценки качества торта не пробовать его целиком, а взять несколько кусочков из разных мест. В эксперименте со световыми частицами (фотонами) они восстановили все парные связи между частицами, сделав всего 25 измерений вместо 225, которые потребовались бы при полном описании.
Оказалось, что даже по этим малым фрагментам можно уверенно сказать, что система действительно квантовая и запутанная. Более того, этот метод лучше переносит помехи, чем прежние критерии. Значит, сложные квантовые сети можно будет проверять быстрее и надёжнее.
В эксперименте использовались световые частицы — фотоны, которые одновременно находились в четырёх разных состояниях, как если бы монета была не орлом или решкой, а сразу несколькими вариантами.