Истражувачи од Универзитетот во Кјото и Универзитетот во Хирошима претставија метод за директно препознавање на таканаречените квантни W-состојби, еден од клучните облици на повеќечестична квантна заплетканост. Според нивната работа, ова е значаен напредок за технологии што зависат од прецизна контрола и мерење на квантни состојби, како квантните комуникации, квантната телепортација и идните квантни компјутери.
Квантната заплетканост опишува состојба во која честички, на пример фотони, се поврзани на начин што не може целосно да се објасни ако се набљудуваат поединечно. Наместо тоа, системот мора да се разгледува како целина. Токму ова необично својство е во основата на голем дел од современите квантни технологии.
Проблемот досега не бил само да се создадат вакви состојби, туку и сигурно да се утврди која точно состојба е добиена. Стандардните техники, како квантната томографија, бараат сè поголем број мерења како што расте бројот на вклучени фотони. Тоа ја прави постапката бавна и тешко применлива кај посложени системи.
Тука влегува новиот пристап на јапонскиот тим. Истражувачите се насочиле кон посебна особина на W-состојбите, позната како циклична симетрија на поместување, и врз таа основа предложиле фотонско квантно коло што овозможува квантна Фуриеова трансформација за ваков тип состојби. Практично, тоа значи дека скриената структура на заплетканата состојба може да се претвори во сигнал што може директно да се измери.
Во експерименталниот дел, тимот изработил стабилен оптички уред за работа со три фотони. Системот можел да функционира подолг период без постојани корекции, што е важен услов ако ваквите решенија во иднина треба да излезат од лабораторија и да се вградат во поиздржливи квантни уреди. Со внимателно избрани поларизациски состојби на трите фотони, уредот успеал да разликува различни трефотонски W-состојби.
Истражувачите ја процениле и веродостојноста на мерењето, односно веројатноста уредот да даде точен резултат кога влезната состојба е чиста W-состојба. Таквите проверки се клучни, бидејќи идните квантни мрежи и пресметувачки системи ќе зависат од сигурно создавање, пренос и потврда на чувствителни квантни состојби.
Значењето на оваа работа е пошироко од самата демонстрација со три фотони. Подобро мерење на сложени заплеткани состојби може да помогне во развојот на нови протоколи за квантна комуникација, поефикасен пренос на квантни информации и нови пристапи во квантното пресметување засновано на мерење. Иако ова не значи дека практичната квантна телепортација е веднаш зад аголот, резултатот решава долгогодишен проблем и отвора појасен пат кон поголеми и покорисни квантни системи.
Следниот чекор за тимот е проширување на методот кон поголеми и поопшти повеќефотонски состојби, како и развој на фотонски квантни кола на чип. Ако тоа успее, квантните мерења би можеле да станат побрзи, покомпактни и попрактични за примена во идните комуникациски и пресметувачки технологии.
