Kvantová revolúcia je tu: Vedci objavili spôsob, ako prepisovať základné zákony prírody
Vedci prekopali jedno zo základných pravidiel kvantovej fyziky. Nový spôsob manipulácie s previazanými časticami bez strát otvára dvere k výkonnejším kvantovým technológiám.
Keď sa povie kvantová fyzika, mnohí z nás si predstavia niečo extrémne zložité, možno až nepochopiteľné. Ale vedci práve prekopali jedno z najzákladnejších pravidiel kvantového sveta. A to vďaka niečomu, čo nazvali entanglement battery, teda batéria na kvantové previazanosti. Upozornil na to portál ScienceDaily.
Čo je to vlastne entanglement?
Predstav si, že máš dve častice. Nech sú akokoľvek ďaleko od seba, v inej miestnosti, krajine alebo na opačnom konci galaxie, ak sú entangled (teda previazané), správanie jednej okamžite ovplyvní tú druhú. Einstein to kedysi nazval „strašidelné pôsobenie na diaľku“. Dnes už vieme, že to nie je len teória, ale tvrdý fakt využívaný v kvantových technológiách, ako je kvantová kryptografia alebo teleportácia informácií.
Kde bol problém?
Doteraz platilo, že manipulácia s entanglementom, najmä ak sú obmedzené podmienky (napríklad dvaja vedci, môžu svoje častice upravovať len lokálne a komunikovať medzi sebou len klasicky, povedzme telefonicky), je z veľkej časti nezvratná. Inými slovami, ak raz previažeš alebo rozviažeš častice určitým spôsobom, späť ich už nedostaneš bez strát. Bolo to niečo ako kvantová verzia druhého termodynamického zákona, ktorý tvrdí, že entropia (neusporiadanosť) sa v uzavretom systéme vždy zvyšuje.
A teraz to príde, entanglement battery
Tím vedcov z Fakulty fyziky Univerzity vo Varšave a ich medzinárodní kolegovia teraz tvrdia, že to už tak byť nemusí. Prišli s konceptom entanglement battery, batérie, ktorá dokáže „skladovať“ previazanosť a znovu ju „uvoľniť“, keď je potrebné. Výsledkom je, že sa manipulácia s entanglementom môže stať úplne zvratnou.
Ako to funguje?
Predstav si klasickú batériu. Nabiješ ju, keď máš prebytok energie, a vybiješ, keď ju potrebuješ. Teraz si predstav, že miesto energie nabíjaš batériu previazanosťou častíc. Túto batériu potom môžeš použiť počas kvantovej operácie tak, aby si mohol transformovať stav častíc, a potom sa vrátiť späť bez akéhokoľvek „úbytku“ previazanosti.
Neprehliadni
Jediné pravidlo, pri celom procese sa množstvo entanglementu v batérii nesmie znížiť. To je ako keby si mal superšetrnú batériu, ktorá ti pomáha, ale sama sa neznehodnotí.
Prečo je to dôležité?
Možno sa teraz pýtaš, aký to má význam. Táto práca prináša viac než len riešenie akademického problému. Ak dokážeme manipulovať s entanglementom bez strát, otvára to úplne nové možnosti v kvantových technológiách, od efektívnejších kvantových počítačov až po zložitejšie kvantové siete.
Okrem toho vedci tvrdia, že tento prístup nie je obmedzený len na entanglement. Rovnakú logiku môžeme aplikovať aj na iné „kvantové zdroje“, napríklad koherenciu (súlad vlnových funkcií) alebo voľnú energiu. Vzniká tak všeobecný rámec, ako pristupovať k zvratnosti v kvantovom svete, niečo ako univerzálne pravidlá pre kvantový vesmír.
To, čo ešte pred pár rokmi vyzeralo ako nemožné, sa teraz dostáva do rámca teoretickej (a časom možno aj praktickej) realizovateľnosti. Vďaka nápadu s entanglement batériou sa môžeme začať pozerať na kvantové systémy s úplne novým prístupom, ako na niečo, čo nielenže vieme využiť, ale čo vieme aj efektívne riadiť a zvrátiť.
Takže ak si doteraz mal pocit, že kvantová fyzika je len súbor zvláštnych pravidiel bez hlavy a päty, možno práve teraz začína dávať trochu väčší zmysel. A ak nie, tak minimálne vieš, že budúcnosť kvantových technológií má opäť o krok bližšie k realite.
