Международная команда учёных экспериментально подтвердила существование квантовой нелокальности, которая возникает исключительно в многоузловых сетях и не сводится ни к каким классическим моделям. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Более шестидесяти лет теорема Белла оставалась главным инструментом для демонстрации того, что квантовая механика нарушает законы классической физики. Теперь международная группа исследователей — в том числе профессор Constructor University Николя Жизен — вышла за пределы этого фреймворка, поставив эксперимент с «элегантным треугольником».
В отличие от классических проверок Белла, где рассматривается пара запутанных частиц, новый эксперимент задействует три независимых квантовых источника, соединённых в треугольную сеть. Каждый узел получает частицы сразу от двух источников и проводит над ними совместное запутанное измерение. Результат оказался неожиданно чистым: корреляции между всеми тремя узлами наблюдались даже без случайных измерений — и при этом не поддались объяснению ни одной классической моделью.
Исследователи показали, что обнаруженные корреляции соответствуют так называемому «элегантному распределению» — специфическому паттерну, теоретически предсказанному именно для сетевых конфигураций. Для верификации применялись методы машинного обучения и сложный математический аппарат. Вывод однозначный: воспроизвести наблюдаемые корреляции с помощью классических скрытых переменных — даже самых изощрённых, учитывающих всю структуру треугольной сети, — невозможно.
Ключевое значение результата в том, что речь идёт о принципиально новом явлении — «подлинной квантовой сетевой нелокальности». Она возникает не из свойств отдельных пар частиц, а из самой топологии сети: нескольких независимых источников, взаимодействующих через запутанные измерения. Это не расширение теоремы Белла на большее число участников, а качественно иной эффект.
«Это не просто усложнённая версия теоремы Белла, применённая к сетям — это нечто подлинно новое, возникающее лишь тогда, когда несколько независимых квантовых источников взаимодействуют через запутанные измерения», — подчеркнул Жизен.
Практическое значение работы — в том, что квантовые сети реального масштаба неизбежно будут многоузловыми: несколько источников, несколько промежуточных узлов, сложная топология. До сих пор оставалось открытым, сохраняется ли квантовая нелокальность в таких распределённых конфигурациях и можно ли её верифицировать без упрощающих допущений. Эксперимент с «элегантным треугольником» даёт утвердительный ответ на оба вопроса.
Это напрямую влияет на перспективы квантового интернета — глобальной сети, в которой узлы будут обмениваться информацией через квантовую запутанность, обеспечивая криптографическую защиту, принципиально недостижимую для классических систем. Работа показывает, что нелокальные квантовые корреляции устойчивы в реалистичных сетевых условиях — а значит, могут служить надёжным ресурсом для таких систем.
Статья опубликована в Physical Review Letters. DOI: [10.1103/5hhc-rw3t](https://doi.org/10.1103/5hhc-rw3t)
Комментариев нет:
Отправить комментарий