Emaranhamento é um conceito onipresente na pesquisa da física moderna:ocorre em assuntos que vão desde a gravidade quântica até a computação quântica. Em uma publicação que apareceu em Cartas de revisão física Semana Anterior, O físico Michael Walter do UvA-IoP e seu colaborador Sepehr Nezami lançam uma nova luz sobre as propriedades do emaranhamento quântico, em particular, para casos em que muitas partículas estão envolvidas.

No mundo quântico, fenômenos físicos ocorrem que nunca observamos em nosso mundo cotidiano em grande escala. Um desses fenômenos é o emaranhamento quântico, onde dois ou mais sistemas quânticos compartilham certas propriedades de uma forma que afeta as medições nos sistemas. O famoso exemplo é o de dois elétrons que podem ser emaranhados de tal forma que - mesmo quando muito distantes - podem ser observados girando na mesma direção, diga sentido horário ou anti-horário, apesar do fato de que a direção de rotação de nenhum dos elétrons individuais pode ser prevista de antemão.

Emaranhamento multipartidário

Este exemplo é um tanto limitado:o emaranhamento não precisa necessariamente ser entre dois sistemas quânticos. Sistemas multipartículas também podem ser emaranhados, mesmo de uma forma tão extrema que se para um deles uma certa propriedade for observada (pense em 'girar no sentido horário' novamente), a mesma propriedade será observada para todos os outros sistemas. Este emaranhamento multipartidário é conhecido como um estado GHZ (em homenagem aos físicos Daniel Greenberger, Michael Horne e Anton Zeilinger).

Em geral, o emaranhamento multipartidário é mal compreendido, e os físicos não têm muitos insights sistemáticos sobre seu funcionamento. Em um novo artigo publicado em Cartas de revisão física esta semana, O físico Michael Walter da UvA e seu colaborador Sepehr Nezami do Caltech começam a preencher essa lacuna investigando teoricamente uma rica classe de estados de muitos corpos e suas propriedades de emaranhamento. Para este fim, eles empregam uma técnica matemática conhecida como 'rede de tensores'. Os pesquisadores mostram que as propriedades geométricas dessa rede fornecem uma série de informações úteis sobre as propriedades de emaranhamento dos estados sob investigação.

A compreensão mais detalhada do emaranhamento quântico que os autores obtêm pode ter muitas aplicações futuras. A pesquisa foi originalmente motivada por questões na busca por um melhor entendimento das propriedades quânticas da gravidade, mas as ferramentas técnicas que foram desenvolvidas também são muito úteis na teoria da informação quântica que é usada para desenvolver computadores quânticos e software quântico.