Per la prima volta, i fisici hanno dimostrato sperimentalmente correlazioni quantistiche ternarie, piuttosto che binarie, tra oggetti entangled. I risultati mostrano che il processo di misurazione quantistica non può essere descritto come un processo binario (con due possibili esiti), ma dovrebbero essere prese in considerazione misurazioni ternarie più forti del binario (che hanno tre possibili esiti) per comprendere appieno come funziona il processo di misurazione quantistica.

I fisici, Xiao-Min Hu e coautori dalla Cina, Germania, Spagna, e Ungheria, hanno pubblicato un articolo sulle correlazioni più forti del binario in un recente numero di Lettere di revisione fisica .

"Abbiamo scoperto e verificato sperimentalmente l'esistenza di misurazioni ternarie autentiche, " coautore Matthias Kleinmann presso l'Università di Siegen a Siegen, Germania, e l'Università dei Paesi Baschi di Bilbao, Spagna, detto Phys.org . "Le conclusioni sperimentali sono indipendenti da qualsiasi teoria sottostante (qui:teoria quantistica) e stabiliscono che le misurazioni ternarie sono una caratteristica generica della natura".

Prima di adesso, teoricamente è stata prevista l'esistenza di correlazioni più forti del binario, ma questa è la prima volta che sono stati osservati sperimentalmente. Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno impigliato due qutrit fotonici, ognuno dei quali ha tre possibili stati (0, 1, e 2), invece di solo due (0 e 1) come per i qubit. Hanno quindi inviato i qutrit a diversi laboratori dove hanno misurato lo stato di ciascun qutrit, consentendo loro di determinare la forza delle correlazioni tra i due qutrit.

Se il processo di misurazione quantistica fosse binario, quindi le misurazioni potrebbero essere descritte come un processo in due fasi in cui il primo dei tre possibili risultati di misurazione è escluso da un meccanismo classico, e quindi una misurazione binaria quantistica seleziona tra i due risultati rimanenti. In questo processo di misurazione binaria, la correlazione massima tra due oggetti entangled non può superare un certo valore.

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato che la forza delle correlazioni tra i qutrit entangled supera questo valore massimo. Per fare questo, hanno eseguito un esperimento di tipo Bell in cui hanno dimostrato che le correlazioni osservate violano la massima disuguaglianza per le correlazioni binarie non segnalanti con una significatività statistica molto elevata, corrispondente a 9,3 deviazioni standard. I risultati implicano che il processo di misurazione nella teoria quantistica non può essere spiegato dal processo in due fasi con misurazioni binarie. Anziché, il processo di misurazione qui è genuinamente ternario, dove la misurazione ternaria quantistica seleziona tra tutti e tre i possibili stati contemporaneamente.

Globale, i ricercatori spiegano che le osservazioni di correlazioni più forti del binario non contraddicono precedenti prove sperimentali di correlazioni binarie, ma aggiungi nuove possibilità su come funziona il processo di misurazione quantistica al livello più fondamentale.

"Ora che abbiamo stabilito gli strumenti teorici e i metodi sperimentali per comprendere e creare correlazioni ternarie, ci proponiamo di procedere in due direzioni, " Kleinmann ha detto. "In primo luogo, speriamo in applicazioni tecnologiche (ad esempio, nell'estrazione di casualità) e in secondo luogo, ora stiamo usando i nostri risultati come una nuova base per una comprensione più profonda della teoria quantistica".

© 2018 Phys.org