L'entanglement è un concetto onnipresente nella moderna ricerca fisica:si verifica in soggetti che vanno dalla gravità quantistica all'informatica quantistica. In una pubblicazione apparsa in Lettere di revisione fisica la settimana scorsa, Il fisico UvA-IoP Michael Walter e il suo collaboratore Sepehr Nezami gettano nuova luce sulle proprietà dell'entanglement quantistico, in particolare, per i casi in cui sono coinvolte molte particelle.

Nel mondo quantistico, si verificano fenomeni fisici che non osserviamo mai nel nostro mondo quotidiano su larga scala. Uno di questi fenomeni è l'entanglement quantistico, dove due o più sistemi quantistici condividono determinate proprietà in modo tale da influenzare le misurazioni sui sistemi. Il famoso esempio è quello di due elettroni che possono essere impigliati in modo tale che, anche se presi molto distanti, si possa osservare che ruotino nella stessa direzione, diciamo in senso orario o antiorario, nonostante il fatto che la direzione di rotazione di nessuno dei singoli elettroni possa essere prevista in anticipo.

Intreccio multiplo

Questo esempio è in qualche modo limitato:l'entanglement non deve necessariamente essere tra due sistemi quantistici. I sistemi multiparticelle possono anche essere impigliati, anche in modo così estremo che se per uno di essi si osserva una certa proprietà (si pensi di nuovo a 'girare in senso orario'), la stessa proprietà sarà osservata per tutti gli altri sistemi. Questo entanglement multipartitico è noto come stato GHZ (dai fisici Daniel Greenberger, Michael Horne e Anton Zeilinger).

Generalmente, l'intreccio multipartitico è poco compreso, e i fisici non hanno una visione sistematica del suo funzionamento. In un nuovo articolo che è stato pubblicato in Lettere di revisione fisica questa settimana, Il fisico UvA Michael Walter e il suo collaboratore Sepehr Nezami del Caltech iniziano a colmare questa lacuna studiando teoricamente una ricca classe di stati a molti corpi e le loro proprietà di entanglement. A tal fine, impiegano una tecnica matematica nota come "rete tensoriale". I ricercatori mostrano che le proprietà geometriche di questa rete forniscono una serie di informazioni utili sulle proprietà di entanglement degli stati oggetto di indagine.

La comprensione più dettagliata dell'entanglement quantistico ottenuta dagli autori potrebbe avere molte applicazioni future. La ricerca è stata originariamente motivata da domande nella ricerca di una migliore comprensione delle proprietà quantistiche della gravità, ma gli strumenti tecnici che sono stati sviluppati sono anche molto utili nella teoria dell'informazione quantistica utilizzata per sviluppare computer quantistici e software quantistico.