L'intrication est un concept omniprésent dans la recherche en physique moderne :elle se produit dans des sujets allant de la gravité quantique à l'informatique quantique. Dans une publication parue dans Lettres d'examen physique La semaine dernière, Le physicien UvA-IoP Michael Walter et son collaborateur Sepehr Nezami ont jeté un nouvel éclairage sur les propriétés de l'intrication quantique, en particulier, pour les cas où de nombreuses particules sont impliquées.

Dans le monde quantique, des phénomènes physiques se produisent que nous n'observons jamais dans notre monde quotidien à grande échelle. L'un de ces phénomènes est l'intrication quantique, où deux ou plusieurs systèmes quantiques partagent certaines propriétés d'une manière qui affecte les mesures sur les systèmes. L'exemple célèbre est celui de deux électrons qui peuvent être intriqués de telle manière que, même pris très éloignés l'un de l'autre, on peut les observer tourner dans le même sens, dire dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse, malgré le fait que la direction de rotation d'aucun des électrons individuels ne peut être prédite à l'avance.

Enchevêtrement multipartite

Cet exemple est quelque peu limité :l'intrication ne doit pas nécessairement se faire entre deux systèmes quantiques. Les systèmes multi-particules peuvent également être enchevêtrés, même d'une manière si extrême que si pour l'un d'eux une certaine propriété est observée (pensez à nouveau à "tourner dans le sens des aiguilles d'une montre"), la même propriété sera observée pour tous les autres systèmes. Cet enchevêtrement multipartite est connu sous le nom d'état GHZ (d'après les physiciens Daniel Greenberger, Michael Horne et Anton Zeilinger).

En général, l'enchevêtrement multipartite est mal compris, et les physiciens n'ont pas beaucoup de connaissances systématiques sur son fonctionnement. Dans un nouvel article publié en Lettres d'examen physique cette semaine, Le physicien UvA Michael Walter et son collaborateur Sepehr Nezami de Caltech commencent à combler cette lacune en étudiant théoriquement une riche classe d'états à plusieurs corps et leurs propriétés d'intrication. À cette fin, ils emploient une technique mathématique connue sous le nom de « réseau de tenseurs ». Les chercheurs montrent que les propriétés géométriques de ce réseau fournissent une foule d'informations utiles sur les propriétés d'intrication des états étudiés.

La compréhension plus détaillée de l'intrication quantique que les auteurs obtiennent pourrait avoir de nombreuses applications futures. La recherche a été initialement motivée par des questions dans la recherche d'une meilleure compréhension des propriétés quantiques de la gravité, mais les outils techniques qui ont été développés sont également très utiles dans la théorie de l'information quantique qui est utilisée pour développer les ordinateurs quantiques et les logiciels quantiques.