Корреляции между квантовыми частицами, обеспечивающие коллективное поведение, такое как повышенное накопление энергии.Квантовые связи, часто называемые квантовыми корреляциями, — это неклассические соотношения между частицами, не имеющие аналогов в классической физике. Самый известный тип — запутанность, когда состояние одной частицы мгновенно связано с состоянием другой, независимо от расстояния. Но квантовые связи включают и более общие корреляции, такие как квантовый диссонанс, которые могут существовать даже без полной запутанности. Эти корреляции обеспечивают коллективное поведение, невозможное для классических систем, например, повышенное накопление энергии в квантовых батареях или сверхизлучение, когда множество атомов испускают свет согласованной вспышкой.
Концепция квантовых корреляций восходит к статье Эйнштейна, Подольского и Розена 1935 года, в которой было отмечено «призрачное действие на расстоянии». Джон Белл в 1964 году формализовал различие между квантовыми и классическими корреляциями с помощью своих неравенств. Идея использования квантовых корреляций для накопления энергии возникла позже, в 2010-х годах, с появлением теоретических предложений по квантовым батареям.
Квантовые связи возникают потому, что частицы могут находиться в суперпозициях состояний, и при взаимодействии их волновые функции переплетаются. Математически совместное состояние частиц не может быть записано как простое произведение отдельных состояний. Это означает, что измерение одной частицы мгновенно влияет на возможные исходы для другой, даже если они находятся далеко друг от друга. Для накопления энергии квантовые связи позволяют системе находиться в состоянии, где полная энергия не является просто суммой частей — квантовая когерентность может позволить системе запасать больше полезной энергии, чем классические батареи того же размера, поскольку энергию можно извлекать согласованным образом.
Квантовые связи лежат в основе квантовых вычислений, квантовой криптографии и квантовой телепортации. Они также исследуются для создания квантовых батарей, которые могли бы заряжаться быстрее и запасать больше энергии на единицу массы, чем классические батареи.
Квантовые корреляции могут быть настолько сильными, что допускают процесс, называемый «квантовой телепортацией энергии», при котором энергию можно извлекать из вакуума с помощью запутанности, без какой-либо передачи энергии между сторонами.
