Para ilmuwan menunjukkan pengukuran terjerat pertama untuk negara -negara W, terobosan untuk transfer dan komputasi informasi kuantum.
Keterikatan kuantum menyoroti kesenjangan yang mendalam antara fisika klasik dan kuantum. Dalam fenomena ini, keadaan masing -masing foton tidak dapat dijelaskan secara independen, menantang pandangan klasik bahwa setiap partikel memiliki realitas yang berbeda – sebuah gagasan bahwa Einstein yang sangat bermasalah. Memahami pentingnya keterjeratan sangat penting untuk memajukan teknologi kuantum generasi berikutnya.
Untuk membangun teknologi seperti itu, para peneliti harus dapat secara andal menghasilkan keadaan terjerat multi-foton dan secara akurat menentukan jenis keadaan mana yang telah diproduksi. Konvensional tomografi kuantumMetode standar untuk menganalisis negara -negara ini, menghadapi hambatan utama: jumlah pengukuran yang diperlukan meningkat secara eksponensial seiring dengan meningkatnya jumlah foton, menciptakan tantangan yang parah untuk pengumpulan data.
Mengejar pengukuran terjerat untuk negara -negara W
Bila tersedia, an Pengukuran terjerat memungkinkan untuk menentukan jenis keadaan terjerat dalam satu langkah. Pengukuran seperti itu telah dicapai untuk Greenberger-Horne-Zeilinger (GHz) Keadaan kuantum terjerat, tetapi untuk negara bagian W-bentuk mendasar dari keterikatan multi-foton-tidak ada yang secara teoritis diusulkan atau ditunjukkan secara eksperimental sampai sekarang.
Tantangan ini diambil oleh tim peneliti dari Universitas Kyoto dan Universitas Hiroshima, yang berhasil mengembangkan metode pengukuran terjerat baru yang mampu mengidentifikasi Negara Bagian W.
“Lebih dari 25 tahun setelah proposal awal mengenai pengukuran terjerat untuk negara-negara GHZ, kami akhirnya memperoleh pengukuran terjerat untuk negara W juga, dengan demonstrasi eksperimental asli untuk negara-negara W 3-foton,” kata penulis yang sesuai Shigeki Takeuchi.
Para peneliti mendasarkan pendekatan mereka pada simetri pergeseran siklik negara dan memperkenalkan metode teoritis untuk membangun pengukuran terjerat menggunakan sirkuit kuantum fotonik yang melakukan kuantum Transformasi Fourier untuk keadaan W dari nomor foton apa pun.
Untuk memvalidasi metode ini, mereka membangun perangkat yang dirancang untuk tiga foton, menggunakan sirkuit kuantum optik yang sangat stabil yang dapat beroperasi untuk waktu yang lama tanpa kontrol aktif. Dengan mengirimkan tiga foton tunggal yang disiapkan dengan keadaan polarisasi spesifik, perangkat berhasil membedakan berbagai jenis keadaan tiga foton, masing-masing diikat dengan korelasi non-klasik yang unik di antara foton input. Tim juga menilai kesetiaan pengukuran terjerat, didefinisikan sebagai kemungkinan mendapatkan hasil yang benar ketika dilengkapi dengan input W-State murni.
Aplikasi di masa depan dalam teknologi kuantum
Pencapaian ini membuka pintu bagi Teleportasi kuantumatau transfer informasi kuantum. Ini juga dapat mengarah pada protokol komunikasi kuantum baru, transfer status terjerat kuantum multi-foton, dan metode baru untuk berbasis pengukuran Komputasi kuantum.
“Untuk mempercepat penelitian dan pengembangan teknologi kuantum, sangat penting untuk memperdalam pemahaman kita tentang konsep -konsep dasar untuk menghasilkan ide -ide inovatif,” kata Takeuchi.
Di masa depan, tim bertujuan untuk menerapkan metode mereka ke keadaan kuantum multi-foton yang lebih besar, dan berencana untuk mengembangkan sirkuit kuantum fotonik on-chip untuk pengukuran terjerat.
Referensi: “Pengukuran terjerat untuk negara -negara W” oleh Geobae Park, Holger F. Hofmann, Ryo Okamoto dan Shigeki Takeuchi, 12 September 2025, Kemajuan Sains.
Dua: 10.1126/sciadv.adx4180
Pendanaan: Badan Sains dan Teknologi Jepang, Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
