Квантова заплутаність є однією з найзагадковіших рис квантового світу. Вона описує ситуацію, коли частинки, такі як фотони, настільки тісно пов’язані, що їхні властивості не можуть бути повністю зрозумілі окремо. Це відкриття може змінити майбутнє технологій, пов’язаних із квантовими обчисленнями та телепортацією.
Виклики у вимірюванні квантових станів
Для створення нових технологій вчені повинні не лише генерувати заплутані стани, але й мати надійні методи для визначення їхнього типу. Стандартний метод, відомий як квантова томографія, потребує великої кількості вимірювань, що ускладнює процес.
Значно потужнішим рішенням є заплутане вимірювання, яке може ідентифікувати певні заплутані стани за один раз. Хоча цей метод вже був продемонстрований для стану Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), стан W залишався недосяжним до нещодавнього часу.
Дослідження стану W
Команда з Університету Кіото та Університету Хіросіми поставила собі за мету вирішити цю проблему. Вони розробили метод для виконання заплутаних вимірювань, що можуть ідентифікувати стани W, і продемонстрували це експериментально, використовуючи три фотони.
Цей прорив став можливим завдяки спеціальній властивості станів W, відомій як циклічна симетрія зсуву. Використовуючи цю властивість, дослідники запропонували фотонний квантовий контур, що виконує квантове перетворення Фур’є для станів W з будь-якою кількістю фотонів.
Перспективи для квантових технологій
Це досягнення може сприяти розвитку квантової телепортації, яка передбачає передачу квантової інформації без переміщення матерії. Це також може підтримати нові протоколи квантової комунікації та нові підходи до обчислень на основі вимірювань.
Команда планує розширити свій метод на більші та загальніші багатофотонні заплутані стани. Якщо це вдасться, можливість швидко та надійно зчитувати складні квантові стани стане реальністю.
Це важливий крок до систем, які можуть надійно передавати квантову інформацію через майбутні комп’ютери та мережі.
