הסתבכות קוונטית חשופה על ידי עדי הסתבכות

שיטה חדשה מכמתת הסתבכות קוונטית באמצעות עדי הסתבכות מנורמלים, ומשפרת את היכולת למדוד הסתבכות על פני תרחישים שונים.

פרופ' Sixia Yu, חוקרת עמית ליאנגליאנג סאן ושיאנג ג'ואו מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין (USTC) של האקדמיה הסינית למדעים (CAS), בשיתוף פרופ' XU Zhenpeng מאוניברסיטת Anhui (AHU) וארמין. Tavakoli מאוניברסיטת לונד, הציע גישה לכימות הסתבכות באמצעות נוהל עדי הסתבכות סטנדרטי תחת שלושה תרחישים ניסויים נפוצים. עבודתם פורסמה לאחרונה ב מכתבי סקירה פיזית.

שיפור נהלי עדי הסתבכות

שתי משימות בסיסיות בחקר הסתבכות קוונטית הן זיהוי וכימות של הסתבכות. עדי הסתבכות (EWs), שהם כמויות ניתנות לצפייה שהן שליליות עבור מצבים מסובכים וחיוביים עבור מצבים ניתנים להפרדה, נמצאים בשימוש נרחב כדי לזהות הסתבכות תחת תרחישים ניסויים שונים בשל הפשטות ויכולות הזיהוי החזקות שלה. עד כה, EWs שימשו רק כדי לזהות נוכחות של הסתבכות, ושותקו על הערכת כמות ההסתבכות הקיימת במדינה.

פריצת דרך בכימות הסתבכות

צוות זה מילא את פער המחקר הזה על ידי גילוי שניתן לנרמל את EW למרחק עקבות המאפיין את ההבחנה בין נתונים ניסויים שנוצרו על ידי מצב מסובך נתון ועל ידי מצב הניתן להפרדה במדידות זהות. יכולת ההבחנה היא הליבה של מכמת ההסתבכות וניתן להשתמש בה כדי לקשור מגוון מדדי הסתבכות נפוצים.

בתרחיש של מכשירים מהימנים, ה-EW המנורמל מאפיין את ההבחנה האופטימלית בין המצב הנתון למצב הניתן להפרדה. בתרחיש בלתי תלוי במכשיר (DI), ה-EW המנורמל מכמת את יכולת ההבחנה האופטימלית בין המתאמים הקוונטיים שנוצרו על ידי המצב הנתון לבין המתאמים המקומיים שנוצרו על ידי מצב הניתן להפרדה. נורמליזציה דומה של ה-EW מושגת בתרחיש ללא מכשיר מדידה (MDI).

השלכות רחבות על מחקר קוונטי

מכמת הסתבכות זה מאפשר לחוקרים להעריך את הגבולות התחתונים של מדדי הסתבכות שונים בהתבסס על הערך הממוצע של ה-EWs, ללא קשר לתרחיש הניסוי. EWs כבר לא שותקים על כימות ההסתבכות. יתר על כן, עבור מערכות רב-חלקיות, ניתן למנף את ה-EWs המנורמלים כדי להעריך את עומק ההסתבכות, שהוא המספר המינימלי של חלקיקים מסתבכים. כאשר מספר החלקיקים מתקרב לאינסוף, שיטה זו מספקת גבול תחתון קפדני הנוטה באופן אסימפטוטי לערך המדויק של הסתבכות.

הסוקרים שיבחו מאוד את העבודה הזו, ואמרו שהיא "טופלה באופן מקיף בנושא חשוב, שאפשרה לניסויי הסתבכות להקיף מגוון רחב יותר של מדדי הסתבכות".