15 минут против миллионов лет. Квантовый свет убил классические вычисления

Учёные впервые показали подтверждённое квантовое превосходство на фотонной платформе. Международная группа под руководством специалистов Технического университета Дании (DTU) при участии исследователей из США, Канады и Южной Кореи доказала, что запутанный свет может радикально уменьшить объём работы, необходимый для изучения шумовых характеристик сложных установок.

В классической физике при проверке любого прибора требуется многократно повторять эксперименты, чтобы получить статистику по шуму. В квантовой области задача ещё труднее: неопределённость встроена в сам процесс наблюдения, и число тестов растёт экспоненциально с увеличением компонентов. Авторы напрямую спросили — способна ли запутанность сократить объём исследований? Ответ оказался положительным. Им удалось зафиксировать работу установки всего за 15 минут, тогда как стандартный метод потребовал бы десятки миллионов лет вычислений.

Опыт проводился в лаборатории DTU Physics с использованием оптических элементов, работающих на телекоммуникационных длинах волн. Даже с учётом естественных потерь сигналов установка продемонстрировала устойчивое преимущество. Это подтверждает: выигрыш обеспечивает именно применённая методика, а не идеальные условия эксперимента.

Схема включала канал, в котором несколько импульсов имели одинаковый фон. Два луча переводили в состояние квантовой запутанности: один направляли на исследуемую систему, второй служил эталоном. Совместное считывание этих потоков позволяло подавлять большую часть помех и извлекать значительно больше информации, чем традиционные способы.

Полученные результаты подтвердили теоретические прогнозы, опубликованные группой ещё в 2024 году. Тогда расчёты показывали, что использование запутанного света может дать принципиальное преимущество. Теперь эта гипотеза получила лабораторное подтверждение.

Пока разработка не применялась для конкретных устройств. Однако продемонстрированный эффект стал важной вехой для всей квантовой науки. Он показал, что существуют задачи, где методы измерений на основе запутанности недостижимы для любых классических систем. По словам участников проекта, ценность открытия не только в перспективах для сенсоров или алгоритмов машинного обучения, но и в том, что впервые получен прямой пример: квантовый подход способен выполнить то, что никогда не удастся классическим вычислениям.