Математики из Массачусетского технологического института показали, что в системах частиц с тремя состояниями запутанных спинов запутанность растет с увеличением количества частиц, а значит, такие системы подходят для квантовых вычислений. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводится на сайте института.

Запутанными называются частицы, квантовое состояние которых зависит друг от друга. При определении квантового состояния одной из них (физики говорят о «коллапсе волновой функции»), исследователь автоматически получает информацию о другой.

Запутанными могут быть не только пары частиц, но и целые системы. Такие системы незаменимы для создания квантовых компьютеров – теоретических устройств, чьи необычные вычислительные мощности обусловлены квантовой природой составляющих их элементов. Например, при решении комбинаторной задачи (например, взломе шифра) квантовый компьютер, в отличие от традиционного, не перебирает все возможные варианты последовательно, а делает это, в некотором смысле, одновременно.

В новой работе математики показали, что

построить систему частиц с запутанными спинами может оказаться проще, чем считалось ранее. Если в такой системе частицы могут принимать не два, а три спиновых состояния, то запутанность в ней растет с ростом количества частиц. Это удалось показать, проанализировав энергию переходов между состояниями в такой системе.

Ученые возлагают на квантовые вычисления большие надежды. Недавно с помощью такого устройства удалось провести самые масштабные на данный момент вычисления и посчитать так называемые двухцветные числа Рамсея.