Leden van de afdeling Theoretische Fysica en Wetenschapsgeschiedenis van de Faculteit Wetenschap en Technologie van de UPV/EHU hebben samen met onderzoekers van de Universiteit van Hannover kwantumverstrengeling bereikt tussen twee ruimtelijk gescheiden Bose-Einstein-condensaten, ultrakoude atomaire ensembles.

Het team onder leiding van Géza Tóth, Ikerbaskische onderzoeksprofessor, geconcentreerd op het verifiëren van de aanwezigheid van verstrengeling door metingen, terwijl het experiment in Hannover werd uitgevoerd in de groep van Carsten Klempt. De studie is gepubliceerd in Wetenschap .

Kwantumverstrengeling werd ontdekt door Schrödinger en later bestudeerd door Einstein en andere wetenschappers in de 20e eeuw. Het is een kwantumfenomeen zonder tegenhangers in de klassieke natuurkunde. De groepen verstrengelde deeltjes verliezen hun individualiteit en gedragen zich als één geheel. Elke verandering in een van de deeltjes leidt tot een onmiddellijke reactie in de andere, zelfs als ze ruimtelijk gescheiden zijn. "Kwantumverstrengeling is essentieel in toepassingen zoals quantum computing, omdat het ervoor zorgt dat bepaalde taken veel sneller kunnen worden uitgevoerd dan bij klassieke informatica, ’ legde Toth uit.

In tegenstelling tot eerdere methoden van kwantumverstrengeling met incoherente en thermische wolken van deeltjes, bij dit experiment, de onderzoekers gebruikten een wolk van atomen in de Bose-Einstein-condensaattoestand. Tóth zei, "Bose-Einstein-condensaten worden bereikt door de atomen af ​​te koelen tot zeer lage temperaturen, dicht bij het absolute nulpunt. Bij die temperatuur, alle atomen bevinden zich in een zeer coherente kwantumtoestand; in zekere zin, ze nemen allemaal dezelfde positie in de ruimte in. In die staat, kwantumverstrengeling bestaat tussen de atomen van het ensemble." Vervolgens, het ensemble werd opgesplitst in twee atoomwolken. "We hebben de twee wolken op een afstand van elkaar gescheiden, en we konden aantonen dat de twee delen met elkaar verstrengeld bleven, " hij ging verder.

De demonstratie dat verstrengeling kan worden gecreëerd tussen twee ensembles in de Bose-Einstein-condensaattoestand kan leiden tot een verbetering op veel gebieden waarop kwantumtechnologie wordt gebruikt, zoals kwantumcomputers, kwantumsimulatie en kwantummetrologie, omdat deze de creatie en controle van grote ensembles van verstrengelde deeltjes vereisen. "Het voordeel van koude atomen is dat het mogelijk is om sterk verstrengelde toestanden te creëren die hoeveelheden deeltjes bevatten die meerdere ordes van grootte overtreffen dan alle andere fysieke systemen, die een basis zou kunnen vormen voor grootschalige quantum computing, " zei de onderzoeker.