Os pesquisadores desenvolveram um método para quantificar o emaranhamento quântico usando testemunhas de emaranhamento normalizadas em vários cenários experimentais. Este avanço permite a estimativa de limites inferiores nas medidas de emaranhamento e pode diferenciar de forma mais eficaz entre estados emaranhados e separáveis. Crédito: SciTechDaily.com
Um novo método quantifica o emaranhamento quântico usando testemunhas de emaranhamento normalizadas, melhorando a capacidade de medir o emaranhamento em diferentes cenários.
Prof. Sixia Yu, Pesquisador Associado Liangliang Sun, e Xiang Zhuo da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), em colaboração com o Prof. Tavakoli, da Universidade de Lund, propôs uma abordagem para quantificar o emaranhamento usando o procedimento padrão de testemunha de emaranhamento em três cenários experimentais comuns. Seu trabalho foi publicado recentemente em Cartas de revisão física.
Melhorando os procedimentos de testemunhas de emaranhamento
Duas tarefas fundamentais na pesquisa do emaranhamento quântico são a detecção e quantificação do emaranhamento. Testemunhas de emaranhamento (EWs), que são quantidades observáveis negativas para estados emaranhados e positivas para estados separáveis, são amplamente utilizadas para detectar emaranhamento em vários cenários experimentais por sua simplicidade e fortes capacidades de detecção. Até o momento, os EWs têm sido utilizados apenas para detectar a presença de emaranhamento, permanecendo omissos na estimativa da quantidade de emaranhamento presente no estado.
Avanço na quantificação de emaranhamento
Esta equipe preencheu esta lacuna de pesquisa ao descobrir que a EW pode ser normalizada em uma distância de traço que caracteriza a distinguibilidade entre dados experimentais gerados por um determinado estado emaranhado e por um estado separável sob medições idênticas. A distinguibilidade é o núcleo do quantificador de emaranhamento e pode ser usada para vincular uma variedade de medidas de emaranhamento comuns.
No cenário de dispositivos confiáveis, o EW normalizado caracteriza a distinção ideal entre o estado dado e o estado separável. No cenário independente de dispositivo (DI), o EW normalizado quantifica a distinguibilidade ideal entre as correlações quânticas geradas por um determinado estado e as correlações locais geradas por um estado separável. Normalização semelhante do EW é alcançada no cenário independente do dispositivo de medição (MDI).
Amplas implicações para a pesquisa quântica
Este quantificador de emaranhamento permite aos pesquisadores estimar os limites inferiores de várias medidas de emaranhamento com base no valor médio dos EWs, independentemente do cenário experimental. Os EWs não silenciam mais sobre a quantificação do emaranhamento. Além disso, para sistemas multipartidos, os EWs normalizados podem ser aproveitados para estimar a profundidade do emaranhamento, que é o número mínimo de partículas emaranhadas. Quando o número de partículas se aproxima do infinito, este método fornece um limite inferior rigoroso que tende assintoticamente ao valor exato do emaranhamento.
Os revisores elogiaram muito este trabalho, dizendo que “abordou de forma abrangente uma questão importante, permitindo que experiências de emaranhamento abrangessem uma gama mais ampla de medidas de emaranhamento”.
Referência: “Limitando a quantidade de emaranhamento de operadores de testemunhas” por Liang-Liang Sun, Xiang Zhou, Armin Tavakoli, Zhen-Peng Xu e Sixia Yu, 12 de março de 2024, Cartas de revisão física.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.110204
