Kwantumverstrengeling is misschien wel een van de meest intrigerende fenomenen die de natuurkunde kent. Het beschrijft hoe het lot van meerdere deeltjes met elkaar verstrengeld kan raken, zelfs als ze gescheiden zijn door grote afstanden. belangrijk, de kansverdelingen die nodig zijn om de kwantumtoestanden van deze deeltjes te definiëren wijken af ​​van de klokvormige, of 'Gaussiaanse' krommen die ten grondslag liggen aan veel natuurlijke processen. Niet-Gaussiaanse krommen zijn niet alleen van toepassing op kwantumsystemen, echter. Ze kunnen ook zijn samengesteld uit mengsels van regelmatige Gauss-curven, problemen veroorzaken voor natuurkundigen die kwantumverstrengeling bestuderen. In nieuw onderzoek gepubliceerd in EPJ D , Shao-Hua Xiang en collega's van de Huaihua University in China stellen een oplossing voor dit probleem voor. Ze suggereren een bijgewerkte reeks vergelijkingen waarmee natuurkundigen gemakkelijk kunnen controleren of een niet-Gaussiaanse toestand echt kwantum is.

Naarmate natuurkundigen meer ontdekkingen doen over de aard van kwantumverstrengeling, ze boeken snel vooruitgang in de richting van geavanceerde toepassingen op het gebied van kwantumcommunicatie en -berekening. De aanpak die in deze studie is gevolgd, zou het tempo van deze vooruitgang kunnen versnellen. Xiang en collega's erkennen dat hoewel alle eerdere pogingen om onderscheid te maken tussen beide typen niet-Gaussiaanse curve enig succes hebben gehad, hun keuzes van Gauss-curven als uitgangspunt hebben tot nu toe betekend dat nog geen enkele benadering volledig effectief is gebleken. Gebaseerd op het argument dat er geen echt betrouwbare Gaussiaanse referentie kan zijn voor een echt kwantum niet-Gaussiaanse toestand, de onderzoekers presenteren een nieuw theoretisch kader.

In hun aanpak Xiang's team codeerde niet-Gaussiaanse kenmerken in de wiskunde van 'Wigner'-distributiefuncties, die verband houden met de kansverdelingen van kwantumdeeltjes. Hun bijgewerkte vergelijkingen verwijderden veel van de complicaties die typisch zijn voor het bepalen van niet-Gaussiaanse krommen uit Gauss-referentiepunten; aanzienlijk vereenvoudigen van de betrokken berekeningen. Als hun technieken algemeen aanvaard worden, ze zouden onderzoekers in staat kunnen stellen om een ​​van de meest mysterieuze fenomenen die de natuurkunde kent, effectiever te bestuderen en te exploiteren.