Есть ли физика «после» квантов? Расчеты физиков намекает на миры за квантовой гранью

Физики из Университета Париж-Сакле, Жан-Даниэль Банкаль и Виктор Баризьен, впервые математически точно описали границу применимости квантовой механики для двухчастичных систем. Их работа не просто уточняет теорию, а создает практический инструмент для верификации квантовых устройств и ставит фундаментальный вопрос: существует ли «постквантовая» реальность, где привычные законы перестают работать?

Карта вероятностей: как нашли предел квантовой «магии»

Ключом к открытию стал новый подход к анализу так называемых тестов Белла. Ранее ученые пытались смоделировать все возможные состояния системы, чтобы понять ее поведение. Банкаль и Баризьен пошли обратным путем: они задались вопросом, какие вообще наборы вероятностей (или «карты») могут соответствовать реальной физической системе из двух кубитов.

Исследователям удалось найти математическую связь между состояниями с частичной и максимальной запутанностью. Это позволило им экстраполировать известные данные для «сильной» запутанности на все остальные случаи. Результат — точное описание границы, за которой квантовые законы, как мы их знаем, перестают действовать.

Проверка «черного ящика»: как удостовериться, что квантовый компьютер не врет

Практическая ценность открытия лежит в области сертификации квантовых технологий. Когда производитель поставляет квантовый компьютер или устройство для квантовой связи, его внутренняя схема часто остается «черным ящиком». Новая математическая модель позволяет провести тест устройства, измерив корреляции между его выходами. Если поведение устройства укладывается в найденную границу — оно работает по законам квантовой механики. Если нет — это сигнал о неисправности или, в перспективе, о неизвестном физическом эффекте.

Как отмечает физик Мартин Плеш из Словацкой академии наук, такой подход делает верификацию гораздо более строгой, позволяя не полагаться на заявления производителя, а опираться на объективные математические критерии.

В 1964 году Джон Белл доказал, что квантовая механика не может быть дополнена скрытыми параметрами. С тех пор ученые ищут полное описание множества квантовых корреляций. Нынешняя работа решает эту задачу для простейшего, но фундаментального сценария с двумя сторонами и двумя настройками измерений (сценарий CHSH).

Найденная граница — это не просто академический рубеж. Она автоматически становится инструментом для поиска «новой физики». Если в будущем какой-либо эксперимент покажет результат, лежащий за пределами этой математической карты, у ученых будет готовый критерий для фиксации этого события. Работа Банкаля и Баризьена — это не финал, а отправная точка для проверки того, насколько полным является наше понимание квантового мира и не ждет ли нас за его чертой нечто еще более удивительное.