Onderzoekers van het Rochester Institute of Technology hebben geholpen bij de ontwikkeling van een nieuwe techniek voor het kwantificeren van verstrengeling die grote implicaties heeft voor de ontwikkeling van de volgende generatie technologie op het gebied van informatica, simulatie, beveiligde communicatie en andere velden. De onderzoekers schetsten hun nieuwe methode voor het meten van verstrengeling in een recente Natuurcommunicatie artikel.

Wanneer twee kwantumdeeltjes, zoals fotonen, elektronen of atomen - verstrikt raken, ze hebben speciale correlaties die in hun metingen verschijnen, zelfs wanneer de deeltjes over een enorme afstand van elkaar verwijderd zijn. Dit unieke pand, die alleen kan worden verklaard door de kwantummechanica, vormt de kern van veel van de technologieën als onderdeel van het National Quantum Initiative.

"Kwantumverstrengeling is een hulpmiddel dat kan worden gebruikt om belangrijke taken uit te voeren, zoals kwantumcomputing of veilige communicatie, " zei assistent-professor Gregory Howland, een lid van RIT's Future Photon Initiative. "Twee mensen die kwantumdeeltjes met elkaar verstrengeld hebben, kunnen een onbreekbare sleutel genereren om berichten heen en weer naar elkaar te sturen op zo'n manier dat als een derde partij het bericht onderschept, door de wetten van de fysica is het voor hen onmogelijk om de boodschap te decoderen."

Naarmate kwantumtechnologieën complexer worden, gebruikers hebben een manier nodig om te berekenen hoeveel kwantumverstrengeling er binnen een bepaald systeem bestaat. Voor het systeem in deze studie - met ruimtelijk verstrengelde fotonparen - had de nieuwe techniek een miljoen keer minder metingen nodig dan eerdere methoden. En omdat de techniek gebaseerd is op informatietheorie, de meettechniek heeft als bijkomend voordeel dat ze nooit overschat hoeveel verstrengeling er in een systeem zit.

"Dit blijkt cruciaal te zijn, omdat het betekent dat we je nooit per ongeluk vertellen dat je meer van de middelen hebt dan je werkelijk hebt, "Zei Howland. "Het is vooral belangrijk voor zoiets als veilige communicatie, waar je probeert te voorkomen dat een tegenstander een bericht onderschept."