Квантовая запутанность зависит от площади

Ученые из Университетского Лондонского колледжа и университета Гданьска представили новую методику определения количества запутанности.

Запутанность — это квантовый феномен, определяющий соединение двух отдаленных частиц в одномерной квантовой системе.

В работе, опубликованной в издании Nature Physics, доктор Фернандо Брандао и доктор Михал Городецки показали, что когда корреляция между частицами в образце экспоненциально сокращается с расстоянием, запутанность между одной областью и большей частью образца зависит только от площади границы между ними.

Описание запутанных состояний важно для технологий, таких как квантовые компьютеры, квантовая связь и квантовое шифрование. Запутанность — это также сложность в создании компьютерных симуляций квантовых систем. Открытие показало, что большой класс квантовых систем (включая системы с экспоненциальным распадом корреляций) только ограничивает запутанность и потому может быть легко симулирован.

Связь между площадью и запутанностью учеными подозревалась давно, причем основывались они на том, что если бы корреляция между частицами в системе быстро сокращалась с расстоянием, запутанными друг с другом были бы лишь соседние частицы. Далекие от границы частицы не участвовали бы в запутанности.

Однако эту идею разрушило существование обратного примера. Выяснилось, что даже когда две области могут быть разделены слоем, достаточно широким для исключения любой корреляции между ними, наблюдатели не будут в достаточной мере знать о каждой из областей, как знали бы, будь эти области изолированными. Этот феномен сокрытия данных является ключевой особенностью состояний запутанности, где недостаток знания об одном из участников системы может измеряться у другого участника.

16.09.2013