Samenvatting De meest basale vorm van kwantuminformatieverwerking is kwantumverstrengeling. In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ B , Zhaonan Zhang van de Shaanxi Normal University, Xi'an, China, en collega's hebben een veel fijnere karakterisering van de distributies van verstrengeling in multi-qubit-systemen gegeven dan eerder beschikbaar was. Deze bevindingen kunnen worden gebruikt in kwantumcryptografie om een ​​schatting te maken van de hoeveelheid informatie die een afluisteraar kan vastleggen met betrekking tot de geheime coderingssleutel.

Versleutelde communicatie wordt bereikt door kwantuminformatie te verzenden in basiseenheden die kwantumbits worden genoemd, of qubits. Het meest basale type kwantuminformatieverwerking is kwantumverstrengeling. Echter, dit proces blijft slecht begrepen. Een betere beheersing van kwantumverstrengeling kan helpen om kwantumteleportatie te verbeteren, de ontwikkeling van kwantumcomputers, en kwantumcryptografie. Nutsvoorzieningen, een team van Chinese natuurkundigen heeft zich gericht op het vinden van manieren om de betrouwbaarheid van het delen van kwantumgeheimen te verbeteren. In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ B, Zhaonan Zhang van de Shaanxi Normal University, Xi'an, China, en collega's bieden een veel fijnere karakterisering van de distributies van verstrengeling in multi-qubit-systemen dan voorheen beschikbaar was. In de context van kwantumcryptografie, deze bevindingen kunnen worden gebruikt om een ​​schatting te maken van de hoeveelheid informatie die een afluisteraar kan vastleggen met betrekking tot de geheime coderingssleutel.

Natuurkundigen die werken aan nieuwe manieren om kwantumgecodeerde berichten te beveiligen, maken misbruik van het feit dat, op de kwantumschaal, een gegeven qubit kan maar met één andere qubit verstrengeld zijn; deze unieke eigenschap wordt monogamie van verstrengeling genoemd. In praktische termen, de kwantumregels voor verstrengeling worden verklaard door drie qubits te beschouwen, genaamd A, B en C, van Alice, Bob en Charly, respectievelijk. Als Alice en Bob kwantuminformatie delen via een systeem met twee qubits, genaamd AB, ze kunnen geen verstrengelde toestanden delen met Charlie's qubit C.

Echter, er is ook een ander soort verstrengeling, polygamie genoemd, waarin qubits gedeeltelijke verstrengeling met meerdere qubits tegelijk vertonen.

In dit onderzoek, de auteurs ontwikkelen een reeks vergelijkingen die de voorwaarden voor monogamie en polygamie verklaren, die veel beter gekarakteriseerd zijn dan eerder werk. specifiek, ze onderzoeken eerst drie-qubit-systemen onder bepaalde beperkingen en leiden vervolgens een algemeen resultaat af voor multi-qubit-systemen.