Un team di scienziati dell’Università di Ottawa offre approfondimenti sui misteri dell’entanglement quantistico. Il loro recente studio, intitolato "Estendere la regione conosciuta delle scatole nonlocali che collassano la complessità della comunicazione" e pubblicato su Physical Review Letters (PRL), rivela che varie estensioni teoriche della teoria quantistica sono considerate non fisiche se testate rispetto al principio della complessità della comunicazione non banale.
Queste estensioni della teoria quantistica possono essere simboleggiate da una serie di scatole nonlocali, che sono dispositivi teorici utilizzati per illustrare alcuni aspetti dell'entanglement quantistico e della nonlocalità.
Lo studio è stato condotto da Anne Broadbent, professore ordinario e ricercatore presso il Dipartimento di Matematica e Statistica dell'Università di Ottawa, insieme a Pierre Botteron, Ph.D. candidato dell'Università di Tolosa, Francia, che è anche ricercatore studentesco in visita presso l'Università di Ottawa, e Marc-Olivier Proulx, alunno del Master del Dipartimento di Fisica dell'Università di Ottawa.
I principi della meccanica quantistica sono stati tradizionalmente il quadro di riferimento per comprendere il comportamento delle particelle e l’entanglement quantistico. Tuttavia, il limite di Tsirelson, un concetto di fisica quantistica che si occupa delle correlazioni tra particelle distanti, e le restrizioni imposte hanno portato gli scienziati a chiedersi se sia possibile una teoria più ampia.
Ciò ha dato origine alle scatole nonlocali, che sono espansioni teoriche della teoria quantistica, come mezzo per esplorare una rappresentazione più olistica dell’universo. Questa ricerca è incentrata sull'utilizzo della complessità della comunicazione non banale per valutare la fattibilità di scatole non locali.
"La nostra ricerca migliora la nostra comprensione dei vincoli e dei confini delle estensioni della teoria quantistica e fornisce informazioni sugli enigmi dell'entanglement quantistico", afferma il professor Broadbent.
L'entanglement quantistico, un fenomeno affascinante descritto dalla meccanica quantistica, ha raccolto una notevole attenzione nella comunità scientifica. Il Premio Nobel 2022 è stato assegnato ad Aspect, Clauser e Zeilinger per i loro esperimenti innovativi con fotoni entangled, che hanno rivelato la violazione delle disuguaglianze di Bell e hanno aperto la strada alla scienza dell'informazione quantistica.
Nonostante la potenza della meccanica quantistica, l’esistenza del limite di Tsirelson solleva la questione se esista una teoria più completa per descrivere accuratamente il mondo naturale. Questo studio indaga le scatole non locali come potenziali generalizzazioni della meccanica quantistica, con l'obiettivo di determinarne la realizzabilità fisica.
La ricerca è iniziata nel 2018 con la tesi di master di Marc-Olivier Proulx, che ha condotto sotto la supervisione della professoressa Anne Broadbent presso l'Università di Ottawa e sotto la co-supervisione del compianto professor David Poulin dell'Université de Sherbrooke.
Basandosi su questo lavoro, Pierre Botteron, un Ph.D. studente del Professor Broadbent, ha collaborato con Proulx per esplorare ulteriormente il regno delle scatole non locali e il postulato della complessità della comunicazione non banale. L'indagine ha coinvolto analisi teoriche e rigorosi modelli matematici basati su strutture e principi consolidati della meccanica quantistica.
"Il nostro studio rivela che numerose generalizzazioni teoriche della teoria quantistica, rappresentate da diverse famiglie di scatole non locali, sono considerate non fisiche se sottoposte al postulato di una complessità di comunicazione non banale. Questi risultati ampliano la comprensione delle limitazioni affrontate nel generalizzare la meccanica quantistica e fornire preziose informazioni sulla natura dell'entanglement quantistico," spiega il professor Broadbent.
L’esplorazione delle scatole non locali come generalizzazione della meccanica quantistica ha migliorato la nostra comprensione dei limiti della teoria quantistica. Sondando il postulato della complessità della comunicazione non banale, gli scienziati di uOttawa hanno scoperto una gamma più ampia di generalizzazioni liquidate come non fisiche. Questa ricerca apre le porte al progresso nella scienza dell'informazione quantistica e approfondisce la nostra comprensione dei fenomeni di entanglement quantistico.
Ulteriori informazioni: Pierre Botteron et al, Estendere la regione conosciuta delle scatole non locali che collassano la complessità della comunicazione, Lettere di revisione fisica (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.070201. Su arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2302.00488
Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica , arXiv
Fornito dall'Università di Ottawa
