Роль топологии и ее способности сохранять свойства можно сравнить с тем, как кофейная чашка меняет форму на бублик: несмотря на трансформацию, топологические характеристики остаются неизменными. Топологически эти два объекта идентичны. «Запутанность между нашими фотонами податливая, как глина в руках горшечника, но в процессе формовки некоторые свойства сохраняются», — сказал профессор Эндрю Форбс из Университета Гучжоу (Китай), руководитель научной группы.

Та природа топологии, которая интересовала ученых из команды Форбса, связана со скирмионами, математической моделью поведения элементарных частиц, пишет Phys.org. В этом контексте топология становится глобальным свойством полей, как кусок ткани (волновая функция), текстура которой (топология) остается неизменной вне зависимости от того, в каком направлении ее растягивают. В области конденсированной материи скирмионы высоко ценят за их стабильность и сопротивляемость помехам, которые открывают путь к созданию запоминающих устройств высокой плотности. Группа Форбса надеется добиться аналогичного прорыва при помощи запутанных скирмионов.

«Мы достигли этой экспериментальной вехи, запутав два одинаковых фотона и модифицировав их общую волновую функцию таким образом, чтобы их топология или структура стали очевидны только когда с фотонами взаимодействуют как с единым целым», — объяснил Педро Орнелас, один из исследователей из Витватерсрандского университета (ЮАР).

По его словам, исследование привело к фундаментальному прорыву: топология, которая, как традиционно считалось, существует в единственной и локальной конфигурации, теперь нелокальная или общая для разделенных пространством сущностей.

Развивая эту концепцию, ученые использовали топологию как основу для классификации или распознания запутанных состояний. В будущем это может привести к созданию своего рода алфавита запутанности или протокола обработки квантовой информации.

В прошлом году сразу две независимых команды ученых добились важного прорыва в области квантовой физики. С помощью технологии оптического пинцета им удалось связать не отдельные атомы, а целые молекулы в особое квантовое состояние запутанности.