Quantenzufall: Neue Erkenntnisse chinesischer Wissenschaftler

Forscher der University of Science and Technology of China (USTC) haben eine bedeutende Entdeckung bezüglich des Quantenzufalls gemacht. Ihre in *Physical Review Letters* veröffentlichte Studie zeigt, dass nicht alle Formen der Quantennichtlokalität intrinsische Zufälligkeit gewährleisten, insbesondere in komplexen Systemen. Das Team demonstrierte, dass die Verletzung von Zwei-Input-Bell-Ungleichungen zwar die Zertifizierung von Zufälligkeit garantiert, dieses Prinzip jedoch in Multi-Input-Multi-Output-Systemen (MIMO) versagt. Sie fanden heraus, dass bestimmte Bell-Ungleichungen, wie z. B. Facettenungleichungen, Nichtlokalität zeigen können, ohne Zufälligkeit zu gewährleisten. Salavrakos-Augusiak-Tura-Wittek-Acín-Pironio (SATWAP)-Ungleichungen stellen jedoch konsistent eine Verbindung zwischen Nichtlokalität und Zufälligkeit her, selbst in MIMO-Konfigurationen. Experimente mit hochdimensionalen photonischen Systemen bestätigten diese Ergebnisse. Die SATWAP-Ungleichung erwies sich als wirksam bei der Zertifizierung von Zufälligkeit und erreichte eine Rate von 1,867 Bit pro Photonenpaar in einem vierdimensionalen System. Dies unterstreicht die Bedeutung der Auswahl geeigneter Bell-Ungleichungen für die Zertifizierung von Zufälligkeit in hochdimensionalen Systemen. Die Empfindlichkeit der SATWAP-Ungleichungen macht sie zu einem leistungsstarken Werkzeug, selbst bei unvollkommener Detektionseffizienz, wodurch der Anwendungsbereich für praktische Anwendungen wie die sichere Erzeugung von Zufallszahlen erweitert wird.