Naukowcy dokonali przełomowego odkrycia, wykorzystując sztuczną inteligencję do znalezienia prostszej metody tworzenia splątania kwantowego – kluczowego zjawiska w fizyce kwantowej, które może zrewolucjonizować komunikację i obliczenia.

Splątanie kwantowe to tajemniczy proces, który Albert Einstein nazwał kiedyś „upiornym działaniem na odległość”. Dwie cząstki mogą być ze sobą nierozerwalnie połączone, niezależnie od dzielącej je odległości, co oznacza, że zmiana jednej z nich natychmiast wpływa na drugą. To zjawisko leży u podstaw technologii przyszłości, takich jak komputery kwantowe i ultra-bezpieczne systemy komunikacji.

Do tej pory uzyskanie splątania kwantowego było niezwykle trudne. Proces wymagał przygotowania dwóch oddzielnych par splątanych fotonów, a następnie przeprowadzenia tzw. pomiaru stanu Bella na jednym fotonie z każdej pary. Problem polegał na tym, że pomiar powodował załamanie układu kwantowego, a proces wymagał dużej precyzji i skomplikowanej aparatury.

Teraz, dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji PyTheus, naukowcy odkryli znacznie prostszą metodę. Podczas symulacji, której celem było odtworzenie znanych już metod uzyskiwania splątania, AI wielokrotnie proponowała nową, znacznie bardziej efektywną technikę. Okazało się, że splątanie może powstać naturalnie, jeśli ścieżki fotonów staną się nierozróżnialne. Wystarczy stworzyć warunki, w których źródła fotonów są identyczne, co prowadzi do spontanicznego splątania cząstek.

Choć na początku naukowcy byli sceptyczni, przeprowadzili eksperymenty i potwierdzili poprawność odkrycia. Wyniki otwierają nowe możliwości w dziedzinie kwantowej komunikacji i sieci kwantowych, które w przyszłości mogą zapewnić ultra-bezpieczne przesyłanie informacji.

Eksperci podkreślają, że uproszczenie procesu splątania może przyspieszyć rozwój technologii, takich jak internet kwantowy czy zaawansowane algorytmy kwantowe. „Im bardziej możemy polegać na prostszych rozwiązaniach, tym większy potencjał do zastosowań praktycznych” – komentuje fizyk Sofia Vallecorsa.

Odkrycie to również kolejny dowód na skuteczność sztucznej inteligencji jako narzędzia badawczego w fizyce. Wciąż jednak pozostaje pytanie, w jaki sposób AI wpłynie na przyszłość pracy naukowców. „To ekscytujące odkrycie pokazuje, że AI może stać się nieocenionym narzędziem w badaniach, ale jednocześnie pojawiają się obawy, jaka będzie rola fizyków w przyszłości” – dodaje Vallecorsa.

Dalsze badania będą koncentrować się na sprawdzeniu, czy nowa metoda może zostać wdrożona na większą skalę, a także na ocenie jej odporności na zakłócenia zewnętrzne, które mogą wpłynąć na stabilność systemów kwantowych.

Źródło: Live Science