Entanglement multipartito: quando tutto è connesso

I misteriosi fenomeni della meccanica quantistica, che comprendono anche l’Entanglement, trovano applicazione oggi nei computer, nei laser, nelle celle solari e in molte altre tecnologie. Questi fenomeni spingono la scienza a formulare nuove teorie che apriranno presto un nuovo capitolo della fisica.
L’entanglement è un fenomeno onnipresente nella ricerca fisica moderna: si verifica in soggetti che vanno dalla gravità quantistica al calcolo quantistico. In una pubblicazione apparsa su Physical Review Letters, il fisico UvA-IoP Michael Walter e il collaboratore Sepehr Nezami hanno gettato una nuova luce sulle proprietà dell’entanglement quantistico, in particolare quando nel processo vengono coinvolte molte particelle.
Nel mondo quantistico si verificano fenomeni fisici che non osserviamo mai nel quotidiano. Uno di questi fenomeni è appunto l’entanglement, in cui due o più sistemi quantistici condividono determinate proprietà in un modo che influisce sulle misurazioni dei sistemi. Il concetto di entanglement è basato sull’assunzione che gli stati quantistici di due particelle, ad esempio due elettroni, inizialmente interagenti possano risultare legati o “intrecciati” tra loro in modo tale che, anche quando le due particelle vengono poste a grande distanza l’una dall’altra, una modifica allo stato quantistico dell’elettrone A istantaneamente avrebbe un effetto misurabile sullo stato quantistico dell’elettrone B, determinando il fenomeno dell’azione fantasma a distanza (spooky action at distance).
Questo esempio è ha i suoi limiti: l’entanglement non deve avvenire necessariamente tra due sistemi quantitativi. Anche i sistemi composti da più particelle possono essere intrecciati in modo così estremo, che se per una di essa viene osservata una certa proprietà, la stessa proprietà sarà osservata per tutte le altre. Secondo i fisici Daniel Greenberger, Michael Horne e Anton Zeilinger, questo entanglement multipartito è noto come stato aGHZ.
In generale, l’entanglement multipartito aGHZ è poco compreso e i fisici non hanno oggi una visione sistematica del suo funzionamento. In un nuovo articolo pubblicato su Physical Review Letters, il fisico dell’UvA Michael Walter e il suo collaboratore Sepehr Nezami del Caltech iniziano a colmare questa lacuna investigando una ricca classe di stati a molte particelle e le loro proprietà di entanglement. A tal fine, impiegano una tecnica matematica nota come “rete tensoriale”. I ricercatori mostrano che le proprietà geometriche di questa rete forniscono una serie di informazioni utili sulle proprietà di entanglement degli stati in esame.
La comprensione più profonda dell’quantistico ottenuta dagli autori potrebbe avere molte applicazioni future. Lo studio era originariamente motivato da domande nella ricerca di una migliore comprensione delle proprietà quantistiche della gravità, ma gli strumenti tecnici che sono stati sviluppati sono molto utili nella teoria dell’informazione quantistica che viene utilizzata per sviluppare computer quantistici e software quantistico.
Fonte: https://phys.org/news/2020-12-multiparty-entanglement.html