Un studiu publicat în aprilie 2025 în prestigioasa revistă Physical Review X a marcat un moment definitoriu pentru domeniul tehnologiei cuantice. O echipă internațională de cercetători a reușit să creeze un sistem experimental capabil să determine dacă un calculator cuantic folosește într-adevăr legile fizicii cuantice — sau doar „păcălește” realitatea, imitând comportamentul unui sistem clasic foarte complex.
Dispozitivul a fost supranumit de cercetători „detectorul de minciuni cuantic”. Ideea din spatele acestui test revoluționar este simplă, dar de o importanță uriașă: în lumea cercetării cuantice, există de mult timp întrebarea dacă performanțele acestor computere provin din fenomene pur cuantice sau dacă, în realitate, ele sunt doar extensii ingenioase ale calculului tradițional.
„Am vrut să răspundem, o dată pentru totdeauna, la întrebarea fundamentală: ce anume face un calculator cuantic cu adevărat cuantic?”, au explicat autorii studiului. Pentru a face acest lucru, echipa a construit un procesor cuantic de 73 de qubiți (unitatea de bază a informației cuantice), configurat într-un model „fagure” și programat să atingă un nivel energetic imposibil de obținut prin fizica clasică.
Cu alte cuvinte, dacă sistemul reușea să atingă această stare energetică „interzisă” de legile lui Newton, atunci demonstrația ar fi o dovadă directă că în interiorul mașinii operează fenomene cuantice autentice.
Rezultatele nu au întârziat să apară: cercetătorii au măsurat un nivel de energie atât de scăzut, încât a depășit limita inferioară posibilă pentru orice sistem clasic, cu o diferență statistică de 48 de deviații standard — o confirmare fără precedent a faptului că procesorul funcționează dincolo de granițele fizicii convenționale.
„Acțiunea fantomatică la distanță”, realitate demonstrată
Experimentul face trimitere directă la una dintre cele mai enigmatice teorii formulate de Albert Einstein, care a descris interacțiunile cuantice ca fiind „acțiune fantomatică la distanță”. În termeni simpli, este vorba despre întrepătrunderea cuantică (entanglement) — fenomenul prin care două particule aflate la distanțe mari devin legate într-un mod care nu poate fi explicat prin fizica clasică.
Atunci când un qubit este măsurat, starea sa determină instantaneu starea altui qubit cu care este entanglat, indiferent de distanța dintre ele. Einstein a refuzat să accepte această idee, considerând-o incompatibilă cu principiile relativității și denumind-o, ironic, „spooky action at a distance”.
Pentru a demonstra că acest fenomen este real și nu doar o iluzie statistică, cercetătorii folosesc testul Bell, o metodă dezvoltată de fizicianul John Stewart Bell. Dacă rezultatele măsurătorilor depășesc anumite limite stabilite de teoriile clasice (cunoscute sub numele de inegalitatea lui Bell), atunci sistemul este confirmat ca fiind non-local, adică guvernat de legile cuantice.
Echipa de la Physical Review X a aplicat principiile acestui test în arhitectura procesorului cuantic, certificând entanglementul simultan în grupuri de până la 24 de qubiți — cel mai mare număr confirmat vreodată în acest mod. Astfel, s-a demonstrat că procesele care au loc în interiorul sistemului nu pot fi reproduse prin calcule brute de tip clasic, oricât de puternic ar fi un supercomputer convențional.
Implicații majore pentru viitorul calculului cuantic
Concluziile studiului au un impact uriaș asupra cercetării globale în domeniul calculului cuantic. În ultimii ani, comunitatea științifică a fost divizată între entuziasmul pentru potențialul acestor tehnologii și scepticismul privind veridicitatea fenomenelor observate.
Până acum, era dificil să se dovedească fără echivoc că o mașină cuantică operează în regim cuantic autentic. Motivul? Calculatoarele clasice pot simula parțial comportamentul unui sistem cuantic, folosind algoritmi de „forță brută”. În lipsa unui semnal clar care să arate că legile fizicii sunt depășite, specialiștii nu puteau ști dacă un procesor cuantic lucrează cu adevărat „dincolo de realitate” sau doar o imită.
Prin dezvoltarea acestui „detector de minciuni cuantic”, cercetătorii au creat o metodă standardizată pentru verificarea activității cuantice autentice. Aceasta ar putea deveni o unealtă esențială pentru companii și laboratoare care dezvoltă procesoare avansate, permițându-le să certifice în mod independent că sistemele lor nu se bazează doar pe trucuri matematice.
În același timp, descoperirea oferă o perspectivă nouă asupra modului în care se formează „avantajul cuantic” – momentul în care un calculator cuantic depășește în mod definitiv performanțele celor mai rapide supercomputere clasice. Pe măsură ce sistemele devin mai mari, cu mii sau zeci de mii de qubiți, această metodă ar putea fi folosită pentru a testa când și cum „decoherează” stările cuantice, adică momentul în care se prăbușesc în comportamente clasice.
Descoperirea „detectorului de minciuni cuantice” marchează o etapă esențială în confirmarea realității lumii subatomice. Pentru prima dată, oamenii de știință pot afirma, cu dovezi experimentale solide, că aceste mașini nu doar simulează fizica cuantică — ele o trăiesc.
Fizica lui Einstein, odinioară considerată imposibil de observat direct în sisteme artificiale, devine acum baza unei noi ere tehnologice. În următorii ani, astfel de experimente ar putea transforma complet informatica, energia, medicina și chiar înțelegerea fundamentală a realității. În loc de „acțiune fantomatică la distanță”, putem vorbi acum despre dovada că lumea cuantică este mai reală decât am crezut vreodată.