Но запутанность хрупка. Шумы окружающей среды разрушают ее со временем, и ученые ищут способы сохранить эти состояния.

Исследователи из Университета Чикаго, Университета Иллинойса и Microsoft доказали: универсального метода борьбы с шумами не существует.

Результаты опубликованы в издании Physical Review Letters.

В квантовых технологиях мы часто надеемся на волшебное решение — что-то вроде таблетки от всех болезней, — говорит Тянь Чжун, старший автор работы.

Но оказалось, что с очисткой запутанности это не работает.

Вместо одного идеального метода ученые предлагают подбирать решение для каждой системы отдельно.

Как искали решение

Чтобы бороться с шумами, используют протоколы очистки запутанности (EPP): несколько «грязных» пар частиц комбинируют, чтобы получить меньше пар, но с меньшим уровнем шума. Проблема в том, что реальные системы редко идеальны — состояния частиц зависят от того, как и когда их создали, хранили и обрабатывали.

Аллен Занг и Синан Чен, ведущие авторы исследования, объясняют:

Мы знали, что стандартные EPP не всегда улучшают состояние частиц. Но хотели проверить — возможно ли в принципе создать универсальный метод, который гарантированно работает?

Сначала они проверили популярные протоколы, затем расширили анализ до всех возможных методов, разрешенных квантовой механикой. Результат тот же: универсального EPP не существует.

Мы не говорим, что очистка бесполезна, — уточняет Эрик Читамбар. — Но ни один метод не сработает во всех случаях.

Что это значит

Для квантовых сетей связи, где частицы должны передаваться на большие расстояния, это важный вывод. Слепое применение EPP без учета состояния системы может ухудшить ситуацию.

Теперь мы знаем: не стоит тратить время на поиски несуществующего решения, — говорит Мартин Сухара из Microsoft. — Лучше глубже изучать конкретные системы.

Сейчас команда исследует, применимы ли подобные ограничения к другим квантовым ресурсам. Возможно, почти универсальный метод все же существует — но только при строгих условиях.

Этот результат экономит время и ресурсы ученых: вместо бесконечных попыток создать «идеальный» метод они могут сосредоточиться на точечных решениях для конкретных систем. Это ускорит разработку реальных квантовых технологий, особенно в защищенной связи, где чистота запутанности критична.

Хотя работа убедительна, она не исключает, что почти универсальный метод может быть найден для узкого класса систем. Возможно, авторы слишком категоричны в отрицании — природа квантовой механики часто преподносит сюрпризы.

Ранее ученые предположили, что квантовая физика вполне может не противоречить теории относительности.