Duas explicações possíveis para o processo de medição quântica:(a) Uma medição binária que gera o resultado final em duas etapas (primeiro excluindo um dos três resultados, em seguida, selecionando entre os dois resultados restantes), ou (b) uma medição ternária que seleciona entre todos os três resultados de uma vez. Crédito:Hu et al. © 2018 American Physical Society
Pela primeira vez, os físicos demonstraram experimentalmente correlações quânticas ternárias - em vez de binárias - entre objetos emaranhados. Os resultados mostram que o processo de medição quântica não pode ser descrito como um processo binário (tendo dois resultados possíveis), mas medidas ternárias mais fortes do que binárias (que têm três resultados possíveis) devem ser consideradas para entender completamente como funciona o processo de medição quântica.
Os físicos, Xiao-Min Hu e co-autores da China, Alemanha, Espanha, e Hungria, publicaram um artigo sobre as correlações mais fortes do que binárias em uma edição recente da Cartas de revisão física .
"Descobrimos e verificamos experimentalmente a existência de medições ternárias genuínas, "co-autor Matthias Kleinmann da Universidade de Siegen em Siegen, Alemanha, e a Universidade do País Basco em Bilbao, Espanha, contado Phys.org . "As conclusões experimentais são independentes de qualquer teoria subjacente (aqui:teoria quântica) e estabelecem que as medições ternárias são uma característica genérica da natureza."
Até agora, correlações mais fortes do que binárias foram teoricamente previstas para existir, mas esta é a primeira vez que foram observados experimentalmente. Em seus experimentos, os pesquisadores entrelaçaram dois qutrits fotônicos, cada um dos quais tem três estados possíveis (0, 1, e 2), em vez de apenas dois (0 e 1) como para qubits. Eles então enviaram os qutrits para diferentes laboratórios, onde mediram o estado de cada qutrit, permitindo-lhes determinar a força das correlações entre os dois qutrits.
Ilustração da configuração experimental para demonstrar correlações ternárias. Crédito:Hu et al. © 2018 American Physical Society
Se o processo de medição quântica fosse binário, então as medições podem ser descritas como um processo de duas etapas em que primeiro um dos três resultados de medição possíveis é excluído por um mecanismo clássico, e então uma medida binária quântica seleciona entre os dois resultados restantes. Neste processo de medição binária, a correlação máxima entre dois objetos emaranhados não pode exceder um determinado valor.
Em seus experimentos, os pesquisadores demonstraram que a força das correlações entre os qutrits emaranhados excede esse valor máximo. Para fazer isso, eles realizaram um experimento do tipo Bell no qual mostraram que as correlações observadas violam a desigualdade máxima para correlações binárias sem sinalização com uma significância estatística muito alta, correspondendo a 9,3 desvios padrão. Os resultados implicam que o processo de medição na teoria quântica não pode ser explicado pelo processo de duas etapas com medições binárias. Em vez de, o processo de medição aqui é genuinamente ternário, onde a medição ternária quântica seleciona entre todos os três estados possíveis de uma vez.
Geral, os pesquisadores explicam que as observações de correlações mais fortes do que binárias não contradizem evidências experimentais anteriores de correlações binárias, mas adicione novas possibilidades de como o processo de medição quântica funciona no nível mais fundamental.
"Agora que estabelecemos as ferramentas teóricas e os métodos experimentais para compreender e criar correlações ternárias, pretendemos proceder em duas direções, "Kleinmann disse." Primeiro, esperamos para aplicações tecnológicas (por exemplo, na extração de aleatoriedade) e segundo, agora estamos usando nossos resultados como uma nova base para uma compreensão mais profunda da teoria quântica. "
© 2018 Phys.org
