Si l'intrication est la ligne d'alimentation du vide, alors le réseau de cellules a une loi d'échelle

Pourquoi la bibliothèque le suggère

Le protocole a été exécuté sur des qubits supraconducteurs sur des machines publiques et sur des spins nucléaires dans une molécule, avec l'énergie à l'extrémité réceptrice mesurée descendant sous le niveau de l'état fondamental dans les deux cas (Demonstration of Quantum Energy Teleportation on Superconducting Quantum Hardware, 2023; Experimental Activation of Strong Local Passive States with Quantum Information, 2023).

Essayer les trois formes que la mesure pourrait rapporter — l'énergie livrée par cellule qui décroît, reste stable ou grimpe — avant l'exécution qui décidera laquelle c'est.

Le grand livre de la téléportation quantique d'énergie

Deux cellules occupent l'état fondamental intriqué d'un petit système. Alice mesure la sienne et son appareil le paie, car une opération locale sur un état fondamental ne peut que l'élever. Un bit classique traverse jusqu'à Bob sans dépasser la vitesse de la lumière, et l'opération que ce bit sélectionne permet à son appareil de récolter l'énergie qui se tenait déjà à côté de lui sous forme de fluctuation supprimée. Gardez le livre ouvert pendant que vous déplacez le modèle et guettez la seule chose qui n'arrive jamais : qu'il sorte plus qu'il n'est entré.

Que regarder

Le grand livre à deux cellulesÉnergie par cellule à mesure que l'on ajoute des cellules. Illustratif — pas des données

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Essayez une tendance

L'énergie délivrée par cellule descend quand on ajoute des cellules. Illustratif — pas des donnéesL'énergie délivrée par cellule reste stable. Illustratif — pas des donnéesL'énergie délivrée par cellule monte. Illustratif — pas des données

Nombre de cellules

16

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Délivré par cellule:

0,35

Dépensé par cellule:

2,00

Délivré sur dépensé:

0,18

Illustratif — pas des données

Forme dessinée, pas une mesure : aucune courbe d'échelle de ce protocole n'a été publiée.

Lecture: Illustratif — pas des données. Nombre de cellules 16. Délivré par cellule: 0,35. Dépensé par cellule: 2,00. Délivré sur dépensé: 0,18.

Pour h égal à 1,5 et k égal à 1 sur ibmq jakarta, le terme de couplage du côté de Bob affiche moins 0,1079, soit environ 76 pour cent de la valeur exacte, et il ressort négatif sur chacune des six machines d'IBM utilisées. Cette lecture négative est toute l'observation : l'énergie locale est passée sous le niveau de l'état fondamental.

Le transfert devance la dynamique du système lui-même. Alice transmet en une dizaine de nanosecondes contre un temps de couplage de l'ordre de cent, si bien que Bob dispose de son énergie avant que la chaîne ait pu lui en porter.

La reprise indépendante a employé trois noyaux de carbone 13 dans de l'acide crotonique trans sur un spectromètre de 700 mégahertz à température ambiante, et a duré quatorze millisecondes contre un couplage entre spins de 1,16 hertz : bien plus vite que l'énergie ne traverserait la molécule.

À distance, le protocole dans le vide est plafonné à un sur douze pi fois la séparation, car la région sous le niveau du vide du côté de Bob doit être soutenue par de l'énergie positive à proximité. Placez un état de vide comprimé dans l'intervalle et ce soutien vient de l'intervalle lui-même, et la décroissance disparaît.

Faites tourner la même mécanique à l'envers et elle met dans une seule cellule plus d'énergie qu'une part égale du total ne l'autorise : la moitié stockage de cette même architecture.

Le protocole est dans la littérature depuis 2008 et a désormais tourné sur des qubits supraconducteurs et sur des spins nucléaires, l'énergie à l'extrémité réceptrice étant mesurée sous le niveau de l'état fondamental dans les deux cas.

La mesure qui trancherait : énergie délivrée par cellule réceptrice et énergie totale dépensée par cellule réceptrice, l'une et l'autre en fonction du nombre de cellules, sur du matériel qui existe déjà. Le premier barreau ne coûte rien de plus qu'un accès à un ordinateur quantique public.

Les fiches que lit cet instrument

• Hotta, le protocole en chaînes de spins par lequel tout a commencé (2008) (en anglais)
• Hotta, l'information de mesure comme clé de l'énergie du vide local (2008) (en anglais)
• Hotta, la revue introductive du protocole (2011) (en anglais)
• Hotta, Matsumoto et Yusa, la version sans limite de distance (2014) (en anglais)
• Frey et ses collègues, les limites exactes de l'extraction locale d'énergie (2019) (en anglais)
• Ikeda, la démonstration sur matériel supraconducteur (2023)
• Rodríguez-Briones et ses collègues, l'expérience sur spins nucléaires (2023)
• Hotta et Ikeda, le protocole à l'envers comme batterie quantique (2025)

ibmq lima · ibmq jakarta · ibmq hanoi · ibm cairo · ibm auckland · ibmq montreal · 14 ms · 10 ns

La frontière théorique de l'extraction purement locale est connue exactement, réduite à une seule inégalité d'opérateur, avec l'ingrédient qui rouvre la porte — la communication classique entre les deux régions (Fundamental Limitations to Local Energy Extraction in Quantum Systems, 2019). La décroissance avec la distance qui gardait le protocole à l'échelle du millimètre est levée en fournissant du vide comprimé dans l'espacement, ce qui est une ressource que le domaine fabrique déjà couramment (Quantum energy teleportation without a limit of distance, 2014). Et le même mécanisme exécuté à l'envers concentre davantage d'énergie dans une seule cellule d'une batterie quantique que le plafond classique ne le permet (Exceeding the maximum classical energy density in fully charged quantum batteries, 2025), ce qui signifie que le réseau a un mode de stockage en plus d'un mode de transport. Les auteurs de l'expérience sur les spins nucléaires nomment eux-mêmes le lien plus large : le même protocole touche aux violations des conditions d'énergie en théorie quantique des champs dans un espace-temps courbe, ce qui est exactement la grandeur que réclame l'ingénierie de métrique.

L'expérience ou la construction

Exécuter le protocole à deux qubits pour n égal deux, puis construire des chaînes et des réseaux à quatre, huit et seize, sur du matériel qui existe déjà. Tenir le coût du canal classique et le coût de mesure dans le grand livre dès la première exécution. La mesure qui tranche est l'énergie livrée par cellule réceptrice, et l'énergie totale dépensée par cellule réceptrice, toutes deux tracées en fonction du nombre de cellules et de la longueur de corrélation de l'état fondamental.

Si la courbe d'énergie livrée décroît plus lentement que la courbe de coût, l'architecture a une direction ; sinon, c'est une borne publiée sur une idée dont ce domaine ne fait actuellement que spéculer, et cela nourrit aussi directement la question des conditions d'énergie dont dépendent les chapitres de propulsion de ce site.