Veliki kvantni sistemi razkrivajo resnično kvantno naravo

Znanstveniki so končno eksperimentalno dokazali, da se veliki kvantni sistemi resnično obnašajo po nenavadnih pravilih kvantne mehanike. V prelomni študiji so fiziki iz Leidna, Pekinga in Hangzhouja potrdili pristnost kvantnih učinkov v sistemih z do 73 kubiti.

Uporabili so Bellov test, ki ga je zasnoval fizik John Bell – nekakšen “kvantni detektor laži”. Ta test pokaže, ali kvantni računalnik res uporablja kvantne učinke ali jih zgolj posnema. Ker kvantne tehnologije hitro napredujejo, postajajo takšni preizkusi vedno bolj zahtevni.

Namesto neposrednega merjenja kompleksnih Bellovih korelacij so raziskovalci uporabili strategijo, ki temelji na minimizaciji energije – nalogi, ki jo kvantne naprave obvladajo. Rezultat je bil osupljiv: v kvantnem procesorju s 73 kubiti so izmerili energijo, ki je bila kar 48 standardnih odklonov nižja od klasičnih vrednosti.

Študija je šla še dlje. Znanstveniki so potrdili redko obliko kvantne nelokalnosti, imenovano pristne večdelčne Bellove korelacije, kjer morajo biti vključeni vsi kubiti. Uspešno so pripravili niz nizkoenergijskih stanj, ki so ta test prestala do 24 kubitov.

To dokazuje, da kvantni računalniki ne postajajo le večji, temveč tudi bolj pristni v svojem kvantnem obnašanju. Razumevanje teh korelacij lahko izboljša kvantno komunikacijo, varnost kriptografije in razvoj novih algoritmov.