Splątanie kwantowe i informacje
W świecie kwantowym cząstki zachowują się inaczej niż otaczające nas obiekty w świecie makroskopowym, które możemy zobaczyć i dotknąć. Splątanie cząsteczkowe jest najbardziej intrygującą konsekwencją praw mechaniki kwantowej i warunkiem wstępnym dla fizycznego stworzenia komputerów kwantowych. Zespół finansowanego ze środków UE projektu ENFOQI (Entanglement and the foundations of quantum information) skupiał się na charakterystyce splątanych cząsteczek w badaniach doświadczalnych i teoretycznych. Naukowcy badali splątanie pomiędzy trzema lub większą liczbą cząstek. Jednym z głównych wyników badań jest zdefiniowanie obliczeniowego środka pomiarowego umożliwiającego weryfikację i pomiar ilościowy rzeczywistego splątania. Nowe kryterium opiera się na częściowej transpozycji stanów rozłącznych, która musi być dodatnia. Naukowcy wykorzystali to podejście do wykrywania splątania w okolicach stanów Dicke’a. Ponadto zidentyfikowali nową klasę stanów splątania, tzw. stanów hipergrafowych. Ta generalizacja stanów grafowych jest powiązana ze stanami wielocząsteczkowymi oddziałującymi z lokalnymi systemami pomocniczymi. Stany hipergrafowe występują naturalnie podczas analizy algorytmów kwantowych i mogą być również stosowane do kwantowej identyfikacji protokołów. Takie stany splątane zapewniły badaczom doskonałe warunki testowe do badania niuansów splątania wielocząsteczkowego. Na bardziej fundamentalnym poziomie, zgodnie z mechaniką kwantową, wyniki doświadczenia zależą od tego, które wielkości obserwowalne są mierzone równocześnie. Ta właściwość jest nazywana kontekstualnością i może zostać zmierzona ilościowo w dowolnych warunkach kwantowych. Badania prowadzone w ramach projektu ENFOQI umożliwiły stworzenie powiązania pomiędzy kontekstualnością kwantową a teoretycznymi konceptami informacji kwantowych. Co ważniejsze projekt ENFOQI przyczynił się do integracji grupy ds. teoretycznej optyki kwantowej na Uniwersytecie w Siegen(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ze środowiskiem akademickim. Dzięki finansowaniu ze środków EU badacze mogli uczestniczyć w międzynarodowych konferencjach. Zorganizowano również cykl warsztatów, które przyciągnęły specjalistów w dziedzinie splątania kwantowego i przetwarzania informacji.
