Експерименти з квантової заплутаності - велике досягнення індійських учених. Зокрема, вони знайшли простіший спосіб кількісної оцінки ступеня заплутаності в системах високої розмірності.
Дослідження пропонує комплексний інструментарій оцінювання ефективності заплутаного стану для таких технологічних додатків, як квантова телепортація (метод передавання квантової інформації від відправника в одному місці до одержувача на деяку відстань), де успіх і точність процесу залежить від кількісних показників, а також стійкості протоколів квантового зв'язку.
Заплутаний стан є найважливішим станом квантової механіки і може використовуватися як ресурс для комунікації, квантових обчислень і завдань з оброблення інформації, що є недоступними для класичних систем.
Доведено, що системи вищої розмірності (більше двох) мають переваги як у квантових обчисленнях, так і в квантових комунікаціях. Тому експериментальна реалізація високорозмірних заплутаних станів поряд із дослідженнями кількісної оцінки заплутаності має критичне значення.
Досі всі відповідні дослідження з кількісного визначення квантової заплутаності здебільшого фокусувалися на визначенні меж (максимум/мінімум) мір заплутаності.
На цьому принципі працює квантова томографія стану (КТС), яка може бути використана для кількісної оцінки заплутаності. Вона вимагає визначення великої кількості параметрів у міру зростання розмірності системи.
Методу емпіричної оцінки заплутаності для довільної розмірності заплутаного стану не існувало.
Науковці з Раманівського дослідницького інституту (RRI), автономного інституту Департаменту науки і технологій, у співпраці з вченими з Інституту квантових обчислень (Канада) сформулювали аналітичні співвідношення між статистичними кореляційними заходами та відомими заходами заплутаності для будь-якого довільного виміру.
Використовуючи всього два набори вимірювань, вони експериментально визначили кількість заплутаності в парі тривимірних фотонних кутритів у лабораторії квантової інформації та обчислень RRI під керівництвом професора Урбасі Сінха.
Їхнє дослідження, опубліковане в журналі Quantum Science and Technology, дає більш зручну для експериментів і менш громіздку альтернативу QST. Також досліджується відсоткове відхилення заплутаності даного стану від максимально (100% заплутаного) заплутаного стану, що визначається двома різними мірами заплутаності.
Уперше експериментально демонструється нееквівалентність між різними світами заплутаності у квантовому стані вищої розмірності.
Отримані результати запускають цілу низку досліджень, мета яких - глибше розуміння способів кількісного визначення заплутаності, а також розробка інженерних рішень для конкретного технологічного застосування.
Центральне технологічне значення дослідження лежить у контексті обробки інформації за допомогою квантової заплутаності, квантових обчислень і квантових комунікаційних протоколів, що лежать в основі квантових технологій 21-го століття.
Для застосувань у квантовій телепортації та дистанційній підготовці станів вірність процесу залежить від кількості заплутаностей, що визначається відповідною мірою заплутаності.
Отже, для будь-якого експериментально підготовленого заплутаного стану апріорна оцінка того, наскільки заплутаним є цей стан, є критично корисною. Саме цій вимозі і присвячено це дослідження.
