Фізики виміряли W-стан трьох квантово заплутаних фотонів — ScienceAlert
Дослідники з Кіотського та Хіросімського університетів продемонстрували однокрокове вимірювання W-стану квантової заплутаності трьох фотонів. Метод описали у статті, опублікованій у журналі Science Advances у вересні 2025 року, повідомляє ScienceAlert.
Однокрокове вимірювання
Команда застосувала створений нею оптичний пристрій на основі дискретного перетворення Фур'є, який працював як інтерферометр. У нього подавали три фотони з відомою поляризацією. Пристрій спрямовував їх різними шляхами, а потім знову зводив разом, щоб дослідити інтерференцію їхніх хвильових функцій.
Цей підхід дав змогу вивчити циклічну симетрію W-стану. За такої властивості опис системи не змінюється, коли її окремі фотони циклічно переставляють. Дослідник квантової інформації Сіґекі Такеучі назвав експеримент реальною демонстрацією вимірювання W-станів трьох фотонів.
Більше актуальних новин читайте у Telegram-каналі UA.News.
Точність і застосування
Середня точність розрізнення станів становила 0,871 ± 0,039. За даними джерела, дослідники правильно визначали W-стан приблизно у 87% випадків. Це перевищує математичний поріг у 66,7%, який автори пов'язують із демонстрацією вимірювання заплутаного стану трьох частинок.
Для визначення параметрів квантово заплутаних систем часто використовують квантову томографію. Вона потребує численних вимірювань і великої кількості ідентичних систем, оскільки вимірювання виводить систему зі стану заплутаності. Крім того, кількість вимірювань для реконструкції стану експоненційно зростає зі збільшенням числа частинок.
W-стан відрізняється від станів Грінбергера—Горна—Цайлінгера тим, що після втрати однієї заплутаної частинки інші можуть зберігати корисний заплутаний стан. Відхилення від 100-відсоткової точності команда пояснила недосконалістю підготовки фотонів і вимірювальної установки. Надалі дослідники планують розвивати фотонні квантові схеми на чипі для таких вимірювань.
