Voor de eerste keer, natuurkundigen hebben experimenteel ternaire - in plaats van binaire - kwantumcorrelaties tussen verstrengelde objecten aangetoond. De resultaten laten zien dat het kwantummeetproces niet kan worden beschreven als een binair proces (met twee mogelijke uitkomsten), maar sterker-dan-binaire ternaire metingen (die drie mogelijke uitkomsten hebben) moeten worden overwogen om volledig te begrijpen hoe het kwantummeetproces werkt.

de fysici, Xiao-Min Hu en co-auteurs uit China, Duitsland, Spanje, en Hongarije, hebben een paper gepubliceerd over de sterker-dan-binaire correlaties in een recent nummer van Fysieke beoordelingsbrieven .

"We hebben het bestaan ​​van echte ternaire metingen ontdekt en experimenteel geverifieerd, " co-auteur Matthias Kleinmann aan de Universiteit van Siegen in Siegen, Duitsland, en de Universiteit van Baskenland in Bilbao, Spanje, vertelde Phys.org . "De experimentele conclusies zijn onafhankelijk van enige onderliggende theorie (hier:kwantumtheorie) en stellen vast dat ternaire metingen een generiek kenmerk van de natuur zijn."

Voor nu, Er is theoretisch voorspeld dat er sterker-dan-binaire correlaties bestaan, maar dit is de eerste keer dat ze experimenteel zijn waargenomen. In hun experimenten, de onderzoekers verstrengelden twee fotonische qutrits, die elk drie mogelijke toestanden hebben (0, 1, en 2), in plaats van slechts twee (0 en 1) zoals voor qubits. Vervolgens stuurden ze de qutrits naar verschillende laboratoria waar ze de toestand van elke qutrit maten, waardoor ze de sterkte van de correlaties tussen de twee qutrits kunnen bepalen.

Als het kwantummeetproces binair zou zijn, dan kunnen metingen worden beschreven als een proces in twee stappen waarbij eerst een van de drie mogelijke meetresultaten wordt uitgesloten door een klassiek mechanisme, en vervolgens selecteert een kwantumbinaire meting tussen de twee resterende uitkomsten. In dit binaire meetproces, de maximale correlatie tussen twee verstrengelde objecten kan een bepaalde waarde niet overschrijden.

In hun experimenten, de onderzoekers toonden aan dat de sterkte van de correlaties tussen de verstrengelde qutrits deze maximale waarde overschrijdt. Om dit te doen, ze voerden een Bell-type experiment uit waarin ze aantoonden dat de waargenomen correlaties de maximale ongelijkheid voor niet-signalerende binaire correlaties met een zeer hoge statistische significantie schenden, overeenkomend met 9,3 standaarddeviaties. De resultaten impliceren dat het meetproces in de kwantumtheorie niet kan worden verklaard door het tweestapsproces met binaire metingen. In plaats daarvan, het meetproces is hier echt drievoudig, waarbij de kwantum ternaire meting selecteert tussen alle drie de mogelijke toestanden tegelijk.

Algemeen, de onderzoekers leggen uit dat de waarnemingen van sterker-dan-binaire correlaties niet in tegenspraak zijn met eerder experimenteel bewijs van binaire correlaties, maar nieuwe mogelijkheden toevoegen voor hoe het kwantummeetproces op het meest fundamentele niveau werkt.

"Nu we de theoretische hulpmiddelen en de experimentele methoden hebben vastgesteld om ternaire correlaties te begrijpen en te creëren, we willen in twee richtingen verder gaan, ' zei Kleinmann. 'Eerst, we hopen op technologische toepassingen (bijvoorbeeld in willekeur extractie) en ten tweede, we gebruiken onze resultaten nu als een nieuwe basis voor een dieper begrip van de kwantumtheorie."

© 2018 Fys.org