Emaranhamento multipartidário: quando tudo está conectado

Emaranhamento é um conceito onipresente na pesquisa da física moderna: ele ocorre em assuntos que variam da gravidade quântica à computação quântica. Em uma publicação que apareceu na Physical Review Letters na semana passada, o físico UvA-IoP Michael Walter e seu colaborador Sepehr Nezami lançaram uma nova luz sobre as propriedades do emaranhamento quântico - em particular, para casos em que muitas partículas estão envolvidas.

No mundo quântico, ocorrem fenômenos físicos 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 - eles podem girar na mesma direção, digamos no sentido horário ou anti-horário, apesar do fato de que a direção de rotação de nenhum dos elétrons individuais podem ser previstos de antemão.

Emaranhamento multipartidário

Este exemplo é um tanto limitado: o emaranhamento não precisa necessariamente ser entre dois sistemas quânticos. Os sistemas multipartículas também podem ser emaranhados, mesmo de 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. Esse emaranhamento multipartidário é conhecido como 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 que foi publicado na Physical Review Letters esta semana, o físico da UvA Michael Walter e seu colaborador Sepehr Nezami do Caltech começaram a preencher essa lacuna investigando teoricamente uma rica classe de estados de muitos corpos e suas propriedades de emaranhamento. Para tanto, eles empregam uma técnica matemática conhecida como 'rede tensorial'. 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 de 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 softwares quânticos.

Fonte: https://phys.org/news/2020-12-multiparty-entanglement.html?fbclid=IwAR3J_lahhwOLpthSr7f7ljsH6lyFdT94ahpvd1R8BTq7NbE0VwZGrM69WL8