Riepilogo Il tipo più elementare di elaborazione delle informazioni quantistiche è l'entanglement quantistico. In un nuovo studio pubblicato su EPJ SI , Zhaonan Zhang dell'Università Normale dello Shaanxi, Xi'an, Cina, e colleghi hanno fornito una caratterizzazione molto più precisa delle distribuzioni dell'entanglement nei sistemi multi-qubit rispetto a quanto precedentemente disponibile. Questi risultati possono essere utilizzati nella crittografia quantistica per stimare la quantità di informazioni che un intercettatore può catturare riguardo alla chiave di crittografia segreta.

La comunicazione crittografata si ottiene inviando informazioni quantistiche in unità di base chiamate bit quantistici, o qubit. Il tipo più elementare di elaborazione delle informazioni quantistiche è l'entanglement quantistico. Però, questo processo rimane poco compreso. Un migliore controllo dell'entanglement quantistico potrebbe aiutare a migliorare il teletrasporto quantistico, lo sviluppo dei computer quantistici, e crittografia quantistica. Ora, un team di fisici cinesi si è concentrato sulla ricerca di modi per migliorare l'affidabilità della condivisione di segreti quantistici. In un nuovo studio pubblicato su EPJ B, Zhaonan Zhang dell'Università Normale dello Shaanxi, Xi'an, Cina, e colleghi forniscono una caratterizzazione molto più precisa delle distribuzioni dell'entanglement nei sistemi multi-qubit rispetto a quanto precedentemente disponibile. Nel contesto della crittografia quantistica, questi risultati possono essere utilizzati per stimare la quantità di informazioni che un intercettatore può catturare riguardo alla chiave di crittografia segreta.

I fisici che lavorano su nuovi modi per proteggere i messaggi crittografati quantistici stanno sfruttando il fatto che, su scala quantistica, un dato qubit può essere entangled solo con un altro qubit; questo tratto unico è indicato come monogamia dell'entanglement. In termini pratici, le regole quantistiche per l'entanglement sono spiegate considerando tre qubit, chiamato A, B e C, appartenente ad Alice, Bob e Charlie, rispettivamente. Se Alice e Bob condividono informazioni quantistiche tramite un sistema a due qubit, chiamato AB, non possono condividere alcuno stato entangled con il qubit C di Charlie.

Però, c'è anche un altro tipo di intreccio, chiamata poligamia, in cui i qubit mostrano un entanglement parziale con più qubit contemporaneamente.

In questo studio, gli autori sviluppano una serie di equazioni che spiegano le condizioni della monogamia e della poligamia, che sono molto meglio caratterizzati rispetto ai lavori precedenti. Nello specifico, prima esaminano i sistemi a tre qubit con determinate restrizioni e quindi derivano un risultato generale per i sistemi a più qubit.