Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") запутанность давно считается одним из самых фундаментальных и одновременно загадочных ресурсов современной физики. Она лежит в основе [квантовой](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") связи, квантовых вычислений и квантовой криптографии, а также регулярно создаётся в лабораториях по всему миру с помощью хорошо отработанных оптических методов. Однако новые исследования показали, что даже эта, казалось бы, хорошо изученная форма квантовой корреляции скрывает в себе гораздо более глубокую структуру, чем предполагалось ранее. Международная группа учёных из Университет Витватерсранда и Университет Хучжоу обнаружила, что обычная пространственная [квантовая запутанность](https://hanga.su/glossary/quantum-entanglement "Квантовая запутанность — одно из самых удивительных и загадочных явлений квантовой физики. Оно заключается в том, что две или более частиц могут существовать в едином квантовом состоянии, независимо от расстояния между ними. Если изменить состояние одной из частиц, состояние другой изменится мгновенно, как будто между ними существует невидимая связь, не ограниченная скоростью света.
") фотонов может обладать тысячами различных [топологических](https://hanga.su/glossary/topology "Топология — один из фундаментальных разделов современной математики, который исследует свойства геометрических фигур и пространств, остающиеся неизменными при любых непрерывных деформациях (растяжениях, изгибах, сжатиях) без разрывов и склеиваний. В отличие от геометрии, топологию не интересуют метрические характеристики — длины, углы, площади. Важна лишь качественная структура взаимного расположения частей.
") конфигураций в многомерном [пространстве](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
") состояний. Речь идёт не о редких экзотических системах, а о стандартном инструменте квантовой оптики, который используется практически в каждой специализированной лаборатории. В основе [экспериментов](https://hanga.su/glossary/experiment "Эксперимент — это основа научного метода, которая позволяет проверять гипотезы, подтверждать теории и открывать новые законы природы. Это процесс, в ходе которого исследователи изучают, как различные факторы влияют на объект исследования, создавая условия, которые можно контролировать и измерять.
") лежит процесс спонтанного параметрического преобразования вниз, при котором один фотон распадается на пару запутанных фотонов. Этот процесс естественным образом создаёт запутанность в пространственных степенях свободы света. Долгое [время](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") считалось, что такие состояния описываются относительно простыми геометрическими структурами, однако новый [анализ](https://hanga.su/glossary/analysis "Анализ — это один из фундаментальных инструментов науки, используемый для структурного изучения сложных систем, данных и процессов. В основе анализа лежит разложение явлений или данных на составляющие части, что позволяет лучше понять их структуру, закономерности и взаимосвязи.
") показал, что внутри этого «[пространства](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
")» скрыт целый мир сложных многомерных [топологий](https://hanga.su/glossary/topology "Топология — один из фундаментальных разделов современной математики, который исследует свойства геометрических фигур и пространств, остающиеся неизменными при любых непрерывных деформациях (растяжениях, изгибах, сжатиях) без разрывов и склеиваний. В отличие от геометрии, топологию не интересуют метрические характеристики — длины, углы, площади. Важна лишь качественная структура взаимного расположения частей.
"). Ключевым параметром, позволившим выявить эту скрытую структуру, стал орбитальный угловой момент света. В отличие от поляризации, которая ограничена небольшим числом состояний, орбитальный угловой момент может принимать принципиально неограниченное количество значений. Это означает, что [пространство](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
") состояний запутанных фотонов становится многомерным в самом строгом математическом смысле. Исследователи показали, что измерения орбитального углового момента двух запутанных фотонов позволяют напрямую выявлять [топологические](https://hanga.su/glossary/topology "Топология — один из фундаментальных разделов современной математики, который исследует свойства геометрических фигур и пространств, остающиеся неизменными при любых непрерывных деформациях (растяжениях, изгибах, сжатиях) без разрывов и склеиваний. В отличие от геометрии, топологию не интересуют метрические характеристики — длины, углы, площади. Важна лишь качественная структура взаимного расположения частей.
") свойства самой запутанности. В результате был зафиксирован рекордный для физических систем масштаб: 48 измерений и более 17 000 различных топологических сигнатур. Это самый высокий показатель топологической сложности, когда-либо экспериментально наблюдавшийся в одной системе. Такой набор можно рассматривать как огромный алфавит, пригодный для кодирования квантовой информации с беспрецедентной плотностью и гибкостью. Важным теоретическим результатом стало понимание того, что при переходе от двумерных к многомерным топологиям описание системы требует уже не одного топологического числа, а целого спектра взаимосвязанных характеристик. Это резко отличает многомерную [квантовую](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") топологию от классических оптических и конденсированных систем, где топологическое состояние часто описывается одним инвариантом. Принципиально значимым оказалось и то, что для выявления этих структур достаточно одного физического свойства света. Ранее считалось, что для построения сложной топологии необходимо комбинировать как минимум две независимые степени свободы, например орбитальный угловой момент и поляризацию. Новая работа показала, что пространственная запутанность сама по себе уже содержит всю необходимую [информацию](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
"), а [топология](https://hanga.su/glossary/topology "Топология — один из фундаментальных разделов современной математики, который исследует свойства геометрических фигур и пространств, остающиеся неизменными при любых непрерывных деформациях (растяжениях, изгибах, сжатиях) без разрывов и склеиваний. В отличие от геометрии, топологию не интересуют метрические характеристики — длины, углы, площади. Важна лишь качественная структура взаимного расположения частей.
") буквально «встроена» в стандартные квантовые состояния. Список ключевых фактов открытия: стандартная запутанность содержит скрытую топологию, орбитальный угловой момент задаёт многомерность, обнаружено более 17 000 сигнатур, использованы обычные лабораторные методы. С практической точки зрения это открытие может изменить отношение к запутанности орбитального углового момента, которая ранее считалась слишком хрупкой для реальных квантовых технологий. Топологические свойства известны своей устойчивостью к локальным возмущениям и шуму, а значит, [информация](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
"), закодированная в топологической структуре запутанности, может быть значительно более защищённой от ошибок. Это открывает новые перспективы для квантовой связи и квантовых вычислений, где устойчивость к шуму остаётся одной из главных нерешённых проблем. Вместо того чтобы бороться с хрупкостью квантовых состояний, исследователи получают возможность использовать их внутреннюю геометрию как защитный механизм. Фактически запутанность перестаёт быть просто корреляцией между частицами и превращается в носитель сложной топологической информации. Список возможных применений: [топологически](https://hanga.su/glossary/topology "Топология — один из фундаментальных разделов современной математики, который исследует свойства геометрических фигур и пространств, остающиеся неизменными при любых непрерывных деформациях (растяжениях, изгибах, сжатиях) без разрывов и склеиваний. В отличие от геометрии, топологию не интересуют метрические характеристики — длины, углы, площади. Важна лишь качественная структура взаимного расположения частей.
") защищённая квантовая связь, более надёжное квантовое кодирование, новые архитектуры квантовых вычислений, диагностика сложных квантовых состояний. Отдельного внимания заслуживает универсальность подхода. Все необходимые ресурсы уже доступны в большинстве лабораторий квантовой оптики, и для воспроизведения результатов не требуется создание специализированных установок или участие узкопрофильных инженеров. Это означает, что обнаруженная топологическая структура не является экзотикой, а представляет собой фундаментальное свойство [квантовой запутанности](https://hanga.su/glossary/quantum-entanglement "Квантовая запутанность — одно из самых удивительных и загадочных явлений квантовой физики. Оно заключается в том, что две или более частиц могут существовать в едином квантовом состоянии, независимо от расстояния между ними. Если изменить состояние одной из частиц, состояние другой изменится мгновенно, как будто между ними существует невидимая связь, не ограниченная скоростью света.
"), которое просто долгое время оставалось незамеченным. В более широком контексте работа демонстрирует, что даже хорошо изученные квантовые явления могут скрывать неожиданные уровни сложности. По мере того как физика всё глубже исследует многомерные пространства состояний, становится очевидно, что геометрия и топология играют всё более важную роль в понимании квантовой реальности. Обычная запутанность, казавшаяся исчерпанной темой, неожиданно оказалась окном в богатую и ранее невидимую структуру квантового мира. **Ссылка:** «Раскрытие топологической природы запутанных состояний орбитального углового момента света» [ DOI: 10.1038/s41467-025-66066-3.](https://dx.doi.org/10.1038/s41467-025-66066-3 "DOI: 10.1038/s41467-025-66066-3") - [ Инновации ](https://hanga.su/innovations) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Автоматизация ](https://hanga.su/automation) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 13 - Связанные материалы: [Топология Вселенной и космологическая постоянная: новое решение старой проблемы](https://hanga.su/1651,2026) - Похожие материалы: [Бесконечный источник запутанности: как «квантовое хищение» меняет физику](https://hanga.su/410,2024) | [Интеллектуальный квантовый усилитель: как импульсное управление снижает энергопотребление и сохраняет кубиты](https://hanga.su/931,2025) | [Квантовая загадка: свет существует в десятках измерений](https://hanga.su/661,2025) | [Квантовая запутанность в молекулярных поляритонах: новый взгляд через моделирование из первых принципов](https://hanga.su/1293,2025) | [Квантовая запутанность подчиняется универсальным законам независимо от числа измерений](https://hanga.su/1202,2025) | [Квантовая материя, которая не нагревается: как многочастичная локализация бросает вызов термализации](https://hanga.su/1519,2025) Загрузка следующей статьи... ## Schema ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "CollectionPage", "@id": "https://hanga.su/science#collection", "name": "Наука", "url": "https://hanga.su/science", "description": "Раздел «Наука» на HangaPro – подробные материалы о фундаментальных и прикладных исследованиях, научных открытиях и прогрессе. Узнайте больше о биологии, физике, химии, космосе и других направлениях науки." } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "BreadcrumbList", "itemListElement": [ { "@type": "ListItem", "position": 1, "name": "Hanga – ваш гид в мире науки и технологий. Читайте о последних научных открытиях, инновационных разработках, трендах технологий будущего и их влиянии на нашу жизнь. Углубляйтесь в сложное простым языком вместе с Hanga.", "item": "https://hanga.su" }, { "@type": "ListItem", "position": 2, "name": "Наука", "item": "https://hanga.su/science" }, { "@type": "ListItem", "position": 3, "name": "Скрытая геометрия запутанности: как обычные фотоны раскрыли тысячи топологий в многомерном пространстве", "item": "https://hanga.su/1557,2026.md" } ] } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "Article", "mainEntityOfPage": { "@type": "WebPage", "@id": "https://hanga.su/1557,2026.md" }, "headline": "Скрытая геометрия запутанности: как обычные фотоны раскрыли тысячи топологий в многомерном пространстве", "description": "Квантовая запутанность давно считается одним из самых фундаментальных и одновременно загадочных ресурсов современной физики. Она лежит в основе квантовой связи, квантовых вычислений и квантовой криптографии, а также регулярно создаётся в лабораториях по всему миру с помощью хорошо отработанных оптических методов. Однако новые исследования показали, что даже эта, казалось бы, хорошо изученная форма квантовой корреляции скрывает в себе гораздо более глубокую структуру, чем предполагалось ранее.", "image": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/img_26/ab106ee9-1661-45a9-bda3-3fa48945abf7-md.jpg" }, "publisher": { "@type": "Organization", "name": "Наука, технологии и инновации: откройте мир знаний | HangaPro", "logo": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/iconset/android-icon-192x192.png" } }, "author": { "@type": "Person", "name": "Reviewer", "url": "https://hanga.su/about-us" }, "datePublished": "2026-01-05T10:33:55+03:00", "dateCreated": "2026-01-05T10:33:55+03:00", "dateModified": "2026-01-05T10:33:55+03:00" } ```