Ich najważniejszym osiągnięciem w prowadzonych ostatnimi czasy badaniach było uczynienie splątania kwantowego odwracalnym. To szczególnie istotny sukces, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że dotychczas uznawano to za nieosiągalny wyczyn. Wszystko w ramach koncepcji odnoszącej się do istnienia tzw. baterii kwantowej.
Czytaj też: Bateria kwantowa na granicy wydajności. Ta technologia zmieni nasz świat
Ta, tak samo jak konwencjonalny akumulator może magazynować energię, wykorzystując w tym celu drugie prawo mechaniki kwantowej. Takim właśnie mianem określają je autorzy najnowszych badań, piszący o swoich dokonaniach w Physical Review Letters. Najważniejszym aspektem prowadzonych eksperymentów było ujawnienie, że można w odwracalny sposób manipulować splątaniem kwantowym.
Wyciągnięte wnioski mają przełożenie na poznawanie podstawowej natury splątania i tego, jak można byłoby wykorzystać to zjawisko w odniesieniu do praktycznych, przyszłych zastosowań. Już sam Einstein fascynował się tym fenomenem, określając go mianem upiornego działania na odległość. W ramach splątania kwantowego możemy splątać co najmniej dwie cząstki w taki sposób, że – bez względu na dzielącą je odległość – wywarcie wpływu na jedną zaowocuje też zmianą stanu drugiej.
Splątanie kwantowe było obiektem badań już przed II wojną światową. To niezwykłe zjawisko fascynuje ze względu na możliwość powiązania ze sobą cząstek tak, że bez względu na dzielącą je odległość będą od siebie zależne
W praktyce splątanie kwantowe jest stosowane między innymi na potrzeby prowadzenia bezpiecznej komunikacji, teleportacji kwantowej, wykonywania zaawansowanych obliczeń czy projektowania wydajnych czujników. W toku badań okazało się, iż istnieją nieoczywiste powiązania między tym zjawiskiem a termodynamiką. Za przykład można podać entropię splątania.
Członkowie międzynarodowego zespołu stojącego za ostatnimi ustaleniami chcieli dokonać identyfikacji zasady analogicznej do drugiej zasady termodynamiki, choć zdawali sobie sprawę, jak wielkim będzie to wyzwaniem. Jeden z eksperymentów myślowych w tej dziedzinie odnosi się do dwóch fikcyjnych postaci, znanych jako Alice i Bob, które chcą wymieniać się informacjami kwantowymi, lecz muszą się w tym ograniczyć do klasycznej komunikacji, na przykład przez internet bądź telefon.
Czytaj też: Świetlista kula uwieczniona na nagraniu. Obserwacja z Kanady rozpaliła internet
W praktyce oznacza to, iż bez względu na podjęte działania, nie będą mogli wpłynąć na z natury nielokalne właściwości splątania między swoimi systemami kwantowymi. To z kolei oznacza, że splątanie będzie nieodwracalne. Wielką niewiadomą było to, czy da się to zmienić, a odpowiedź na postawione pytanie okazała się twierdząca. Jest jednak pewien wymóg: uczestnicy eksperymentu muszą posiadać dodatkowy, wspólny splątany układ w postaci tzw. baterii splątania.
Takowa jest w stanie przechowywać splątanie, dzięki czemu jej stan można zmieniać w celu wykonywania operacji. Alice i Bob nie mogą zarazem zmniejszać poziomu splątania w baterii. Ostatecznie zorganizowane badania wykazały, iż każdą transformację splątania w stanie mieszanym można w pełni odwrócić. Poza wizją dalszych postępów w zakresie teoretycznym, autorzy najnowszych doniesień mówią o potencjale odnoszącym się do rozwoju zaawansowanych technologii kwantowych. Biorąc pod uwagę te potencjalne korzyści, trudno byłoby sobie teraz wyobrazić, że fizycy porzucą prowadzone eksperymenty.