In een baanbrekende studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature heeft een team van onderzoekers het bestaan ​​aangetoond van een entropie van kwantumverstrengeling. Deze bevinding heeft aanzienlijke implicaties voor het fundamentele begrip van de kwantummechanica en de toepassingen ervan op verschillende gebieden, waaronder de kwantuminformatietheorie en kwantumcomputers.

Kwantumverstrengeling is een fenomeen waarbij twee of meer deeltjes zodanig gecorreleerd raken dat hun eigenschappen niet onafhankelijk kunnen worden beschreven. Deze correlatie is zo sterk dat elke meting die op het ene deeltje wordt uitgevoerd, onmiddellijk de toestand van het andere deeltje beïnvloedt, zelfs als ze over een grote afstand van elkaar verwijderd zijn.

De entropie van verstrengeling meet de mate van verstrengeling tussen kwantumsystemen. Het kwantificeert de hoeveelheid informatie die verloren gaat als de toestand van het ene deeltje bekend is, maar de toestand van het andere deeltje niet. Deze entropie speelt een cruciale rol bij het begrijpen van de fundamentele principes van de kwantummechanica en is onderwerp geweest van intensief theoretisch onderzoek.

De experimentele demonstratie van de entropie van verstrengeling is een belangrijke mijlpaal in de kwantumfysica. Het onderzoek werd uitgevoerd door natuurkundigen van de Universiteit van Wenen, de Universiteit van Oxford en het Instituut voor Quantum Optica en Quantum Informatie (IQOQI) in Wenen.

Het experiment omvatte de creatie en manipulatie van verstrengelde fotonen, dit zijn lichtdeeltjes. De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd kwantumteleportatie om twee fotonen te verstrengelen en maten vervolgens de entropie van de verstrengeling door metingen uit te voeren op een van de fotonen.

De experimentele resultaten kwamen overeen met de theoretische voorspellingen en bevestigden het bestaan ​​van een entropie van kwantumverstrengeling. Deze bevinding levert experimenteel bewijs voor een fundamenteel concept in de kwantummechanica en opent nieuwe wegen voor het onderzoeken van de eigenschappen en toepassingen van verstrengeling.

De studie heeft verstrekkende gevolgen voor het gebied van de kwantuminformatietheorie. De entropie van verstrengeling is een waardevolle hulpbron voor kwantumcommunicatie en -verwerking. Het kan worden gebruikt om de veiligheid van kwantumcryptografie te verbeteren en de efficiëntie van kwantumalgoritmen te vergroten.

Bovendien is de demonstratie van de entropie van verstrengeling belangrijk voor de ontwikkeling van kwantumcomputers. Verstrengeling is essentieel voor het realiseren van bepaalde kwantumalgoritmen die problemen exponentieel sneller kunnen oplossen dan klassieke computers. Het begrijpen en manipuleren van verstrengelingsentropie zal cruciaal zijn voor de vooruitgang van kwantumcomputertechnologieën.

Samenvattend is de experimentele demonstratie van de entropie van kwantumverstrengeling een belangrijke doorbraak in de kwantumfysica. Het levert empirisch bewijs voor een fundamenteel concept en opent nieuwe mogelijkheden voor de kwantuminformatietheorie en kwantumcomputers. Verwacht wordt dat deze bevinding verder onderzoek en technologische ontwikkeling op het gebied van kwantumtechnologieën zal stimuleren.