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.
") физика 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.
") сталкивалась с фундаментальной проблемой — сложностью точного измерения запутанных состояний, особенно в многочастичных системах. Новое исследование ученых из Kyoto University и Hiroshima University предлагает решение одного из ключевых ограничений, которое может существенно ускорить развитие квантовых технологий. В центре работы находится особый тип [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.
") запутанности — так называемое W-состояние. В отличие от других форм запутанности, таких как GHZ-состояния, W-состояния обладают высокой устойчивостью к потерям частиц. Даже если один фотон исчезает, оставшиеся элементы системы продолжают сохранять запутанность. Это делает их особенно перспективными для практических приложений, включая [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.
") связь и распределенные вычисления. Основная проблема заключается в том, что такие состояния чрезвычайно трудно измерять. Традиционный подход, известный как квантовая томография, требует огромного числа повторных измерений и быстро становится непрактичным по мере увеличения числа частиц. Это создает так называемое «узкое место» в развитии квантовых технологий, ограничивая их масштабируемость. Ранее было известно, что альтернативой может служить [метод](https://hanga.su/glossary/method "Метод — это системный подход, который помогает учёным решать сложные задачи и находить ответы на важные вопросы. В науке метод играет ключевую роль, направляя процесс познания и делая его результативным. От правильного выбора метода зависят точность и достоверность полученных данных.
") коллективного измерения, позволяющий определить состояние системы за одну операцию. Однако его применение долгое время ограничивалось более простыми системами, и для W-состояний он оставался недостижимым. Прорыв стал возможен благодаря использованию скрытого свойства этих состояний — циклической симметрии. Это означает, что квантовая система остается неизменной при перестановке частиц по кругу. Ученые разработали оптическую схему, способную обнаруживать эту [симметрию](https://hanga.su/glossary/symmetry "Симметрия — это фундаментальное свойство объекта или системы оставаться неизменным при определённых преобразованиях, таких как отражение, поворот или перенос. В науке симметрия рассматривается как универсальный принцип, лежащий в основе законов физики, структуры материи, биологических форм и эстетики.
") напрямую, без необходимости многократных измерений. Экспериментальная установка основана на управлении фотонами, проходящими через сеть оптических элементов. В процессе используется преобразование Фурье, которое позволяет «развернуть» структуру состояния в измеряемый сигнал. По распределению фотонов на выходе системы можно определить исходное квантовое состояние. Практическая проверка [метода](https://hanga.su/glossary/method "Метод — это системный подход, который помогает учёным решать сложные задачи и находить ответы на важные вопросы. В науке метод играет ключевую роль, направляя процесс познания и делая его результативным. От правильного выбора метода зависят точность и достоверность полученных данных.
") была проведена на трехфотонной системе. Установка продемонстрировала стабильную работу и способность различать различные варианты W-состояний без необходимости сложной постобработки данных. Это подтверждает, что подход может быть реализован в реальных квантовых устройствах. Ключевые преимущества нового метода можно сформулировать следующим образом: измерение состояния за один шаг, устранение необходимости масштабной квантовой томографии, высокая устойчивость к потерям частиц, возможность интеграции в фотонные системы, значительное ускорение обработки квантовой информации. С технологической точки зрения это открытие имеет далеко идущие последствия. Упрощение измерения запутанных состояний может ускорить развитие квантовой телепортации, повысить надежность квантовой связи и упростить построение распределенных квантовых сетей, где множество устройств обмениваются информацией на квантовом уровне. Кроме того, метод хорошо сочетается с фотонными платформами, которые считаются одним из наиболее перспективных направлений в квантовых вычислениях. Возможность интеграции таких схем в компактные чипы открывает путь к созданию масштабируемых квантовых процессоров. С научной точки зрения работа также демонстрирует важность поиска скрытых закономерностей в квантовых системах. Вместо прямого решения сложной задачи исследователи использовали симметрию как инструмент для упрощения измерений, что может стать основой для новых подходов в квантовой физике. В перспективе дальнейшее развитие технологии будет связано с увеличением числа фотонов и интеграцией системы в реальные квантовые устройства. Если эти задачи будут успешно решены, это может приблизить переход от экспериментальных установок к практическому применению квантовых вычислений. Таким образом, предложенный метод устраняет одно из ключевых ограничений квантовых технологий и открывает новые возможности для их масштабирования, делая квантовые системы более доступными, эффективными и пригодными для реальных задач. **Ссылка:** «Запутанное измерение для W-состояний» [ DOI: 10.1126/sciadv.adx4180.](https://doi.org/10.1126/sciadv.adx4180 "DOI: 10.1126/sciadv.adx4180") - [ Инновации ](https://hanga.su/innovations) - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Автоматизация ](https://hanga.su/automation) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - Понравилось: 13 - Похожие материалы: [Интегрированная спин-волновая квантовая память: прорыв в создании масштабируемых квантовых сетей](https://hanga.su/444,2025) | [Как ученые решили проблему потери кубитов в квантовых компьютерах](https://hanga.su/775,2025) | [Квантовая память на звуковых волнах: как акустика приближает реальность квантовых компьютеров](https://hanga.su/1184,2025) | [Новый метод считывания спиновых кубитов ускорит масштабирование квантовых компьютеров](https://hanga.su/1665,2026) | [От дыхания бактерий до квантовых компьютеров: как природа подсказывает новые пути в вычислениях](https://hanga.su/1261,2025) | [Призраки порядка в эпицентре ядерного хаоса: как Большой адронный коллайдер подтвердил незыблемость квантовых законов](https://hanga.su/1587,2026) Загрузка следующей статьи...