Физики измерили W-состояние трёх квантово запутанных фотонов — ScienceAlert
Исследователи из Киотского университета и Университета Хиросимы продемонстрировали одношаговое измерение W-состояния квантовой запутанности трёх фотонов. Метод описан в статье, опубликованной в журнале Science Advances в сентябре 2025 года, сообщает ScienceAlert.
Одношаговое измерение
Команда применила созданное ею оптическое устройство на основе дискретного преобразования Фурье, работавшее как интерферометр. В него подавали три фотона с известной поляризацией. Устройство направляло их по разным путям, а затем снова сводило вместе, чтобы исследовать интерференцию их волновых функций.
Этот подход позволил изучить циклическую симметрию W-состояния. При таком свойстве описание системы не меняется, когда её отдельные фотоны циклически переставляют. Исследователь квантовой информации Сигэки Такэути назвал эксперимент реальной демонстрацией измерения W-состояний трёх фотонов.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Точность и применение
Средняя точность различения состояний составила 0,871 ± 0,039. По данным источника, исследователи правильно определяли W-состояние примерно в 87% случаев. Это превышает математический порог в 66,7%, который авторы связывают с демонстрацией измерения запутанного состояния трёх частиц.
Для определения параметров квантово запутанных систем часто используют квантовую томографию. Она требует многочисленных измерений и большого количества идентичных систем, поскольку измерение выводит систему из состояния запутанности. Кроме того, число измерений для реконструкции состояния экспоненциально растёт с увеличением числа частиц.
W-состояние отличается от состояний Гринбергера—Хорна—Цайлингера тем, что после потери одной запутанной частицы остальные могут сохранять полезное запутанное состояние. Отклонение от 100-процентной точности команда объяснила несовершенством подготовки фотонов и измерительной установки. В дальнейшем исследователи планируют развивать фотонные квантовые схемы на чипе для таких измерений.
