RIKEN量子计算中心的Bartosz Regula和阿姆斯特丹大学的Ludovico Lami通过概率计算表明，正如假设的那样，量子纠缠现象确实存在“熵”规则。 这一发现可能有助于更好地理解量子纠缠，量子纠缠是未来量子计算机大部分功能的关键资源。 尽管几十年来它一直是量子信息科学研究的焦点，但目前人们对有效利用它的最佳方法知之甚少。
热力学第二定律指出，系统永远不可能进入较低“熵”或有序的状态，它是最基本的自然定律之一，也是物理学的核心。 它创造了“时间之箭”，并告诉我们一个值得注意的事实：一般物理系统的动力学，即使是气体或黑洞等极其复杂的系统，也被一个单一的函数，即“熵”所封装。
然而，有一个复杂的情况。 众所周知，熵原理适用于所有经典系统，但今天我们越来越多地探索量子世界。 我们现在正在经历一场量子革命，了解如何提取和转化昂贵而脆弱的量子资源变得至关重要。 特别是，量子纠缠在通信、计算和密码学方面具有显着优势，这一点至关重要，但由于其极其复杂的结构，有效地操纵它甚至理解其基本属性通常比热力学更具挑战性。
困难在于这样一个量子纠缠的“第二定律”需要我们证明纠缠变换是可逆的，就像热力学中功和热可以相互转换一样。 众所周知，纠缠的可逆性比热力学变换的可逆性更难保证，之前所有建立任何形式的可逆纠缠理论的尝试都失败了。 人们甚至怀疑纠缠实际上可能是不可逆转的，使得这一任务成为不可能的任务。
在发表在《自然通讯》上的新作品中，作者通过使用“概率”纠缠变换解决了这个长期存在的猜想，这种变换只能保证在某些时候成功，但作为回报，它提供了更强的转换能力。量子系统。 在这样的过程下，作者表明确实有可能建立一个用于纠缠操纵的可逆框架，从而确定一种设置，在该设置中出现独特的“纠缠熵”，并且所有纠缠变换都由单个量控制。 他们使用的方法可以得到更广泛的应用，对于更通用的量子资源也显示出类似的可逆性特性。
Regula 表示：“我们的发现标志着在理解纠缠的基本性质方面取得了重大进展，揭示了纠缠与热力学之间的基本联系，最重要的是，它大大简化了对纠缠转换过程的理解。这不仅在以下方面具有直接和直接的应用：量子理论的基础，但它也将有助于理解我们在实践中有效操纵纠缠的能力的最终限制。”
展望未来，他继续说道：“我们的工作是第一个证据，证明可逆性是纠缠理论中可以实现的现象。然而，我们已经猜想出了更强的可逆性形式，并且即使在比我们在工作中所做的假设更弱——特别是，在不必依赖概率变换的情况下，问题是回答这些问题似乎更加困难，需要解决数学和信息论问题，而这些问题已经回避了所有尝试解决的问题。因此，理解可逆性的精确要求仍然是一个令人着迷的悬而未决的问题。”
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