Due compiti fondamentali nella ricerca sull’entanglement quantistico sono il rilevamento e la quantificazione dell’entanglement. I testimoni di entanglement (EW), che sono quantità osservabili negative per gli stati entangled e positivi per gli stati separabili, sono ampiamente utilizzati per rilevare l’entanglement in vari scenari sperimentali per la sua semplicità e le forti capacità di rilevamento. Finora gli EW sono stati utilizzati solo per rilevare la presenza di entanglement, rimanendo in silenzio sulla stima della quantità di entanglement presente nello stato.
Innovazione nella quantificazione dell’entanglement
Questo team ha colmato questa lacuna nella ricerca scoprendo che l’EW può essere normalizzato in una distanza di traccia che caratterizza la distinguibilità tra i dati sperimentali generati da un dato stato entangled e da uno stato separabile con misurazioni identiche. La distinguibilità è il nucleo del quantificatore di entanglement e può essere utilizzata per delimitare una varietà di misure di entanglement comuni.
Nello scenario dei dispositivi fidati, l’EW normalizzato caratterizza la distinguibilità ottimale tra lo stato dato e lo stato separabile. Nello scenario indipendente dal dispositivo (DI), l’EW normalizzato quantifica la distinguibilità ottimale tra le correlazioni quantistiche generate da un dato stato e le correlazioni locali generate da uno stato separabile. Una normalizzazione simile dell’EW si ottiene nello scenario indipendente dal dispositivo di misurazione (MDI).
Ampie implicazioni per la ricerca quantistica
Questo quantificatore di entanglement consente ai ricercatori di stimare i limiti inferiori di varie misure di entanglement in base al valore medio degli EW, indipendentemente dallo scenario sperimentale. Gli EW non tacciono più sulla quantificazione dell’entanglement quantistico. Inoltre, per i sistemi multipartiti, gli EW normalizzati possono essere sfruttati per stimare la profondità di entanglement, che è il numero minimo di particelle impigliate. Quando il numero di particelle si avvicina all’infinito, questo metodo fornisce un limite inferiore rigoroso che tende asintoticamente al valore esatto dell’entanglement.
I revisori hanno molto elogiato questo lavoro, affermando che “affronta in modo esauriente una questione importante, consentendo agli esperimenti di entanglement di comprendere una gamma più ampia di misure di entanglement”.