Redefinindo quais informações são vitais em medições quânticas
Cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coréia (KIST) tentaram capturar a interação entre diferentes tipos de informações que são essenciais ao coletar medições quânticas, especificamente ganho de informação , perturbação e reversibilidade . Seu artigo, lançado na Physical Review Letters, representa pela primeira vez essas três grandezas-chave associadas à medição quântica em uma única relação de compromisso.
Seung-Woo Lee e Hyang-Tag Lim, do KIST Center for Quantum Information, disseram ao Phys.org que o princípio do compromisso entre o ganho de informação e a perturbação foi entendido antes (ou seja, se a intenção é adquirir informações sobre um estado ou sistema quântico , inevitavelmente perturbamos o estado ou o sistema, e ele muda para algum outro estado ao fazê-lo). Eles continuaram acrescentando que o conceito de reversibilidade foi adicionalmente explorado anteriormente, porém, não junto com ganho de informação e perturbação.
Ganho de informação, perturbação e reversibilidade são três quantidades essenciais que influenciam os procedimentos de medição quântica. O objetivo principal do trabalho de Lee, Lim e seus colegas de trabalho foi mostrar que existe uma relação de compromisso entre todos esses três valores.
Para isso, a equipe desenvolveu um interferômetro, uma ferramenta óptica que combina duas ou mais fontes de luz para produzir um padrão de interferência que pode ser medido e avaliado. O interferômetro que eles criaram tem três caminhos ópticos e pode combinar qutrits fotônicos (unidades de informação quântica) com graus de liberdade de caminho.
Lim esclareceu que, na óptica quântica, pode-se gerar e ajustar um estado qudit fotônico usando diferentes graus de liberdade de um único fóton, como caminho óptico, polarização, intervalo de tempo, momento angular orbital, etc.
Lim acrescentou que, usando o interferômetro, a equipe coletou diferentes medições quânticas ajustando a amplitude de transmissão para cada caminho. A amplitude de transmissão para cada caminho foi regulada usando dispositivos ópticos diretos, como divisores de feixe de polarização e placas de meia onda.
Lim e seus colegas de trabalho, com base nas medições que coletaram, foram capazes de aproximar três tipos de informações e demonstrar uma troca completa de informações controlando um estado de qutrit fotônico e os pontos fortes da medição quântica. Suas descobertas revelam que as medições quânticas dividiram a informação de um estado quântico em três aspectos diferentes, especificamente a perturbação, ganho de informação e reversibilidade.
Lee afirmou que a principal contribuição de sua equipe trouxe esses três conceitos sob o mesmo teto pela primeira vez, revelando uma única relação de troca contendo todos os três elementos. Lee e sua equipe revelaram que os três valores estão interligados e baseados um no outro. A pesquisa redefine quais quantidades são essenciais para uma medição quântica e seus valores para que uma medição em uma tarefa de informação quântica seja ideal.
As descobertas coletadas por esse grupo de cientistas podem ter inúmeras implicações essenciais, pois definem as quantidades mais cruciais para manter as informações durante as medições quânticas. Além de motivar novas pesquisas quânticas, esse trabalho pode até levar ao desenvolvimento de dispositivos de processamento de dados quânticos mais seguros.
Lee incluiu que agora pode haver vários novos caminhos de pesquisa a serem seguidos. Lee acrescentou que o primeiro é examinar relações de troca idênticas em sistemas multipartículas na presença ou falta de emaranhamento e outros tipos de correlações.
Um adicional é capturar o conceito de perda de informação no quadro da relação de trade-off, incluindo as três grandezas, na presença e ausência de interferência. Em última análise, a equipe tentará conectar essa estrutura aos modelos de decoerência e examinar como a perda de informações aumenta com a decoerência quando examinada no contexto dessa relação de compromisso.
Originalmente publicado por: phys.org
