在法国物理学家萨迪·卡诺提出热力学第二定律两百余年后，量子信息科学领域迎来重要进展。一个国际研究团队于2025年7月2日发表在《物理评论快报》上的论文证实，量子纠缠的操控存在类似热力学的可逆性定律，这一发现挑战了此前关于纠缠不可逆的普遍认知，为量子技术实践应用奠定理论基础。

纠缠作为量子力学的核心特性，描述了粒子间超越空间距离的关联性：测量其中一个粒子的状态会瞬间决定其纠缠伙伴的状态。尽管这一现象在90年前被视为量子理论“荒谬性”的证据，如今它已成为量子计算、通信和密码学的关键资源。然而，量子纠缠理论长期缺乏与热力学第二定律对应的可逆性准则——后者指出孤立系统的无序性(熵)总会增加，而完美可逆过程仅是理想化模型。

研究团队通过引入“纠缠电池”概念突破了这一瓶颈。共同作者图尔贾·瓦伦·康德拉解释：“我们证明了在共享额外纠缠系统(即纠缠电池)的辅助下，通过本地操作和经典通信(LOCC)实现的混合态纠缠变换可达到完全可逆。”这一机制类似于热力学中电池通过储存能量实现功的注入与回收：纠缠电池允许量子系统在状态转换过程中保持纠缠总量不变，从而避免不可逆损失。资深作者亚历山大·斯特列尔佐夫进一步说明：“纠缠电池不仅适用于两粒子系统，还可推广至多粒子量子网络，为复杂量子资源的操控提供统一框架。”

实验表明，利用纠缠电池辅助的标准LOCC操作，可使任何混合态纠缠变换实现可逆性。这一成果不仅回应了量子信息科学中关于纠缠可逆性的长期争议，更揭示了量子物理学可逆性的系统证明路径。斯特列尔佐夫指出：“通过设计保持特定资源(如相干性或自由能)的电池，我们可构建不依赖纠缠的普适可逆框架，为未来高效量子技术开发铺平道路。”