Een nieuwe studie door natuurkundigen van de Universiteit van Maryland en het National Institute of Standards and Technology (NIST) herdefinieert welke informatie belangrijk is bij kwantummetingen. De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, zou implicaties kunnen hebben voor de ontwikkeling van nieuwe kwantumtechnologieën, zoals kwantumcomputers.

In de klassieke natuurkunde wordt de toestand van een systeem volledig bepaald door zijn positie en momentum. In de kwantumfysica wordt de toestand van een systeem echter niet volledig bepaald door een enkele meting. In plaats daarvan kan een meting van een kwantumsysteem slechts bepaalde aspecten van zijn toestand onthullen, terwijl andere aspecten onbekend blijven.

De hoeveelheid informatie die uit een kwantummeting kan worden verkregen, wordt gekwantificeerd door een grootheid die de kwantum Fisher-informatie (QFI) wordt genoemd. De QFI is een maatstaf voor hoeveel de toestand van een systeem verandert wanneer het wordt gemeten.

Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de QFI opnieuw kan worden gedefinieerd in termen van de onderlinge informatie tussen het systeem en het meetapparaat. Wederzijdse informatie is een maatstaf voor de hoeveelheid informatie die twee systemen delen.

De herdefinitie van de QFI heeft verschillende implicaties voor de ontwikkeling van nieuwe kwantumtechnologieën. Ten eerste biedt het een nieuwe manier om te begrijpen hoe kwantumsystemen omgaan met meetapparatuur. Ten tweede zou het kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe methoden voor het meten van kwantumtoestanden. Ten derde zou het kunnen helpen bij het identificeren van de optimale toestanden voor het uitvoeren van kwantumtaken.

De studie is een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van kwantummetingen. Het zou een grote impact kunnen hebben op de ontwikkeling van nieuwe quantumtechnologieën, zoals quantumcomputers.

Referentie:

* HF Chau, A. Kalev en D. Poulin. "Het herdefiniëren van de kwantum Fisher-informatie via de wederzijdse informatie." Fysieke beoordelingsbrieven 121, 250401 (2018).