Trassel är en av de egenskaper som är specifika för kvantpartiklar. När två fotoner trasslar in sig, till exempel, det första kvanttillståndet korrelerar perfekt med det andra kvanttillståndet, även om de är på avstånd från varandra. Men vad händer när tre par intrasslade fotoner placeras i ett nätverk? Forskare vid universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, samarbetar med Teherans Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM), har bevisat att detta arrangemang möjliggör en ny form av kvantkorrelation i teorin. När forskarna tvingade två fotoner från separata par att trassla ihop sig, anslutningen gjordes också med deras tvillingfoton närvarande någon annanstans i nätverket, bildar en mycket korrelerad triangel. Dessa resultat, publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , skapa potential för nya applikationer inom kryptografi.

Förträngning involverar två kvantpartiklar - fotoner, till exempel - bilda ett enda fysiskt system trots avståndet mellan dem. Varje handling som utförs på en av de två fotonerna påverkar dess "tvilling" -foton. Denna förträngningsprincip leder till kvant-icke-lokalitet:Mätningarna och statistiken för egenskaperna som observerats på en av fotonerna är mycket nära korrelerade med de hos den andra fotonen. "Quantum non-locality upptäcktes teoretiskt av John Stewart Bell 1964, "säger Nicolas Brunner, docent vid Institutionen för tillämpad fysik vid UNIGE:s naturvetenskapliga fakultet. "Detta visade att fotonkorrelationer uteslutande har kvantitet, och kan därför inte förklaras med konventionell fysik. Denna princip kan användas för att generera ultrasäkra krypteringsnycklar. "

Men vad är konsekvenserna av denna princip om kvant icke-lokalitet när flera fotoner placeras i ett nätverk? "För att svara på denna fråga, vi utarbetade ett experiment med tre par fotoner som sedan separerades och dispergerades till tre punkter, bildar en triangel, "säger Marc-Olivier Renou, som också är forskare vid Institutionen för tillämpad fysik. "Vid varje toppunkt, två fotoner från ett annat par bearbetas tillsammans. "

Fysikerna tvingade därefter de två fotonerna vid varje hörn av triangeln att trassla in genom att få dem att interagera med varandra, innan du mäter dem. De visade slutligen att statistiken från dessa mätningar inte kan förklaras av någon lokal fysikalisk teori. Dessutom, denna statistik är så starkt korrelerad att den kan representera en ny form av kvantkorrelationer. "Det kan bli en ny version av Bells sats, specifikt för kvantnätverk, säger Nicolas.

Denna viktiga teoretiska upptäckt understryker kraften i kvantkorrelationer i nätverk, vilket långt överstiger vad forskare ursprungligen trodde var möjligt. Nästa steg blir att observera dessa fenomen i laboratoriet. "Det kommer inte att vara barnspel, eftersom ett experiment som detta fortfarande är extremt svårt för tillfället, "avslutar Nicolas Gisin, professor vid UNIGE:s institution för tillämpad fysik.