Lidia PerskaTutkijat ovat tehneet läpimurron osoittamalla kvanttimekaniikan kietoutumisen ja topologian tiiviin suhteen. Professori Andrew Forbesin johdolla University of the Witwatersrandista tiimi onnistui häiritsemään kvanttikietoutuneita hiukkaspareja muuttamatta niiden jaettuja ominaisuuksia. Tämä saavutus tehtiin mahdolliseksi sitomalla kaksi identtistä fotonia yhteen ja mukauttamalla niiden jaettu aaltofunktio paljastaakseen niiden yhtenäisen topologian kun niitä käsitellään yhdistettynä kokonaisuutena.
Tutkijat muodostivat yhteyden fotonien välille kvanttikietoutumisen avulla, mikä mahdollistaa hiukkasten vaikuttaa toistensa mittaustuloksiin jopa merkittävien etäisyyksien päästä. Tämä tutkimus, joka julkaistiin Nature Photonics -lehdessä, tarjoaa uuden näkökulman kietoutuneisiin tiloihin käyttämällä topologiaa luokittelukehyksenä. Samoin kuin kohteita voidaan erottaa niiden reikien määrän perusteella, tiimi tunnisti kvanttiskyrmeiden erilliset topologiset näkökohdat, avaten ovia uusille kvanttiviestintäprotokollille, jotka käyttävät topologiaa tietojenkäsittelyn aakkosena.
Perinteisesti skyrmein ajateltiin olevan yksittäisiä ja paikallisia kokoonpanoja. Kuitenkin tämä tutkimus esittelee käsitteen ei-paikallisesta tai jaetusta topologiasta erotettujen entiteettien välillä. Skyrmein stabiilisuus ja melunkestävyys tiiviin aineen fysiikassa ovat johtaneet edistysaskeleihin korkean tiheyden tietovälineissä. Tutkijat toivovat saavuttavansa vastaavan muuttavan vaikutuksen kvanttikietoutuneilla skyrmeillaan.
Kietoutuneiden tilojen säilyttäminen on ollut haaste tutkijoille, mutta havainto, että topologia säilyy jopa kietoutumisen heiketessä, viittaa mahdolliseen uuteen koodausmekanismiin. Tämä voisi vallankumouksellistaa perinteiset koodausprotokollat ja laajentaa topologisten ei-paikallisten kvanttitilojen maisemaa. Professori Forbes ja hänen tiiminsä sitoutuvat määrittelemään nämä uudet protokollat ja työntämään kvanttien tietojenkäsittelyn rajoja.
Tämä läpimurtoesitys korostaa monimutkaista yhteyttä kvanttimekaniikan kietoutumisen ja topologian välillä. Tutkijat ottavatkin merkittäviä askeleita valjastaakseen kietoutumisen voiman tulevia teknologisia edistysaskeleita varten.
