Eine bahnbrechende Entdeckung eines mathematischen Physikers von RIKEN und eines Mitarbeiters hat einen exakten Ausdruck für die Verschränkungsdestillation geliefert, einen entscheidenden Prozess zur Weiterentwicklung von Quantentechnologien. Dieser in Japan und den Niederlanden erzielte Durchbruch könnte die Leistung von Quantencomputern und Kommunikationssystemen erheblich verbessern.
Verschränkung, das mysteriöse Quantenphänomen, das Teilchen unabhängig von der Entfernung verbindet, ist grundlegend für diese Technologien. Reale Quantensysteme erzeugen jedoch verrauschte, schwach verschränkte Zustände, die ihre Wirksamkeit beeinträchtigen. Die Verschränkungsdestillation oder -reinigung behebt dies, indem sie mehrere verrauschte Zustände in weniger, maximal verschränkte Zustände umwandelt.
Die neue Formel bietet eine präzise Methode zur Bestimmung der Rate, mit der Verschränkung aus verrauschten Quantenzuständen destilliert werden kann. Dies ist erst das zweite Mal, dass ein solch exakter Ausdruck abgeleitet wurde, der eine Lösung für eine Frage bietet, die Wissenschaftler seit zwei Jahrzehnten beschäftigt. Obwohl aktuelle Experimente den Ausdruck aufgrund von Einschränkungen bei der Manipulation großer Mengen von Quantenbits möglicherweise noch nicht vollständig nutzen können, ebnet dieser theoretische Fortschritt den Weg für zukünftige Fortschritte in der Quantentechnologie.