Entanglement är ett allestädes närvarande begrepp i modern fysikforskning:det förekommer i ämnen som sträcker sig från kvantgravitation till kvantberäkning. I en publikation som publicerades i Fysiska granskningsbrev förra veckan, UvA-IoP-fysikern Michael Walter och hans samarbetspartner Sepehr Nezami kastar nytt ljus över egenskaperna hos kvantintrassling – i synnerhet, för fall där många partiklar är inblandade.

I kvantvärlden, fysiska fenomen uppstår som vi aldrig observerar i vår storskaliga vardagliga värld. Ett av dessa fenomen är kvantintrassling, där två eller flera kvantsystem delar vissa egenskaper på ett sätt som påverkar mätningar på systemen. Det berömda exemplet är att två elektroner kan trasslas in på ett sådant sätt att de – även när de tas väldigt långt isär – kan observeras snurra i samma riktning, säg medurs eller moturs, trots att ingen av de enskilda elektronernas rotationsriktning kan förutspås i förväg.

Multiparty intanglement

Detta exempel är något begränsat:intrassling behöver inte nödvändigtvis vara mellan två kvantsystem. Flerpartikelsystem kan också trasslas in, även på ett så extremt sätt att om för en av dem en viss egenskap observeras (tänk på att "snurra medurs" igen), samma egenskap kommer att observeras för alla andra system. Denna sammanflätning med flera parter är känd som ett GHZ -tillstånd (efter fysikerna Daniel Greenberger, Michael Horne och Anton Zeilinger).

I allmänhet, Multipart -intrassling är dåligt förstått, och fysiker har inte mycket systematisk insikt i hur det fungerar. I en ny tidning som publicerades i Fysiska granskningsbrev Denna vecka, UvA-fysikern Michael Walter och hans samarbetspartner Sepehr Nezami från Caltech börjar fylla denna lucka genom att teoretiskt undersöka en rik klass av mångkroppsstater och deras trasselegenskaper. För detta ändamål, de använder en matematisk teknik som kallas ett 'tensornätverk'. Forskarna visar att de geometriska egenskaperna hos detta nätverk ger en mängd användbar information om förträngningsegenskaperna i de stater som undersöks.

Den mer detaljerade förståelsen av kvantinvikling som författarna får kan ha många framtida tillämpningar. Forskningen motiverades ursprungligen av frågor i sökandet efter en bättre förståelse av gravitationens kvantegenskaper, men de tekniska verktyg som har utvecklats är också mycket användbara i teorin om kvantinformation som används för att utveckla kvantdatorer och kvantmjukvara.