Kvanttilomittuminen ja topologia ovat erottamattomia

Etelä-Afrikan Witwatersrandin ja kiinan Huzhoun yliopistojen tutkijat osoittavat, että kvanttilomittuminen ja topologia liittyvät erottamattomasti toisiinsa

Tämä kokeellinen virstanpylväs mahdollistaa kvantti-informaation säilyttämisen myös silloin, kun lomittuminen on hauras.

Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat osoittaneet merkittävän kyvyn häiritä alueellisesti erotettujen mutta toisiinsa liittyvien kvanttilomittuneiden hiukkasten pareja muuttamatta niiden yhteisiä ominaisuuksia.

"Saavutimme tämän kokeellisen virstanpylvään yhdistämällä kaksi identtistä fotonia ja mukauttamalla niiden yhteistä aaltofunktiota siten, että niiden topologia tai rakenne tulee ilmi vasta, kun fotoneja käsitellään yhtenäisenä kokonaisuutena", selittää johtava kirjoittaja Pedro Ornelas.

Tämä fotonien välinen yhteys muodostettiin kvanttilomittumisen kautta, jolloin hiukkaset voivat vaikuttaa toistensa mittaustuloksiin jopa silloin, kun niitä erottavat toisistaan merkittävät etäisyydet.

Topologian roolia ja sen kykyä säilyttää ominaisuuksia on hyödynnetty moderneissa magneettisissa materiaaleissa, nestekiteissä ja jopa optisina analogeina klassisia lasersäteitä käyttäen.

Tutkimustyössä esitetyt havainnot ovat ratkaisevan tärkeitä, koska tutkijat ovat kamppailleet vuosikymmeniä kehittäessään tekniikoita lomittuneiden tilojen säilyttämiseksi. Se tosiasia, että topologia pysyy ennallaan, vaikka lomittuminen heikkenee, viittaa mahdollisesti uuteen koodausmekanismiin, joka hyödyntää lomittumista. Se voisi toimia jopa sellaisissa skenaarioissa, joissa lomittuminen on minimaalista ja joissa perinteiset koodausprotokollatepäonnistuisivat.

"Keskitämme tutkimustyömme näiden uusien protokollien määrittelemiseen ja topologisten ei-paikallisten kvanttitilojen maiseman laajentamiseen", Forbes sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Symmetrian voimalla uusia kvanttitekniikoita

Fyysikot kvanttilomittavat yksittäisiä molekyylejä