.Theoretical physicists completely determine the statistics of quantum entanglement
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.Theoretical physicists completely determine the statistics of quantum entanglement
이론물리학자들은 양자 얽힘의 통계를 완전히 결정했다
CEA 사클레이 연구소(Institut de Physique Théorique du CEA) 두 관찰자가 얽힌 상태를 측정할 때, 관찰된 결과의 빈도는 양자 이론의 강점을 나타냅니다. 이러한 통계를 지배하는 극한값은 이제 성공적으로 식별되었습니다. 출처: 장다니엘 방칼
처음으로, 파리-사클레이의 이론물리학 연구소(IPhT)의 이론물리학자들은 양자 얽힘을 사용하는 시스템에서 생성될 수 있는 통계를 완전히 결정했습니다. 이 업적은 양자 장치에 대한 철저한 테스트 절차의 길을 열었습니다. 해당 연구는 Nature Physics 저널에 게재되었습니다 . 트랜지스터, 레이저, 원자 시계가 등장한 이후 , 광자, 전자, 초전도 회로 등 다양한 양자 객체의 얽힘이 두 번째 양자 혁명의 핵심이 되었으며, 양자 통신 과 양자 컴퓨팅이 눈앞에 다가왔습니다.
무엇이 관련되는가? 양자 상태에서 함께 준비된 두 물체(예를 들어, 수평 또는 수직으로 편광된 두 광자)는 서로 멀리 떨어져 있어도 공통 기원에 대한 기억을 유지합니다. 두 얽힌 물체의 양자 상태(제안된 예에서 편광)를 측정하면 측정 결과 간에 뚜렷한 상관 관계가 관찰됩니다. 양자 통계를 따르는 측정 이 상관관계는 무엇에 달려 있을까요? 첫째, 두 물체 사이의 얽힘 정도는 얽힌 양자 물체의 근원의 특성에 따라 달라질 수 있습니다.
예를 들어 수평 편광 광자는 수직 편광 광자보다 더 자주 생성될 수 있습니다. 그런 다음 측정을 선택해야 합니다. 예를 들어 편광을 측정할 방향을 선택해야 하며, 이는 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 의미 있는 양자 상관관계를 생성하기 위해서는 각 개체를 최소한 두 가지의 서로 다른 측정을 사용하여 측정하고, 각각 적어도 두 가지의 잠재적 결과를 제공하는 것이 필수적입니다.
양자 얽힘의 정도를 보여주는 가장 간단한 실험에서 다섯 가지 매개변수는 측정 통계에 영향을 미칠 수 있습니다. 즉, 물체 간의 얽힘 정도와 두 장치가 측정을 수행하는 두 방향입니다. 그러나 일반적으로 양자 물리학은 다양한 자유도를 가진 복잡한 시스템을 허용하여 다양한 상관 관계를 도출합니다. 블랙박스에서 지식 추출 양자 상관관계는 주목할 만한 특성을 가지고 있는데, 특히 벨 테스트를 통과하는 능력이 있습니다. 이런 일이 발생하면 양자 실험의 결과는 상관관계에 대한 우리의 직관적 이해를 포착하는 국소적 숨은 변수 모델로 설명할 수 없다는 의미에서 "비국소적"입니다.
이 놀라운 속성에 대한 실험적 입증은 2022년 알랭 애스펙트, 존 F. 클라우저, 안톤 차일링거에게 수여된 물리학 노벨상에서 기념되었습니다. 하지만 양자 상관관계에는 소매에 숨겨둔 속임수가 하나 이상 있습니다. 물리적 속성은 종종 얽힌 양자 상태를 측정하여 얻은 통계에서 직접 추정할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다 . 예를 들어, 관찰된 상관관계는 관찰된 측정 결과가 무작위임을 증명할 수 있습니다. 중요한 점은 이 결론이 "블랙박스"로 간주되는 현재 양자 장치 의 동작에 대한 가정 없이 측정 결과에서만 얻을 수 있다는 것입니다 .
궁극적으로 일부 양자 통계는 얽힌 객체를 설명하는 물리적 모델을 완전히 식별하는 속성을 가지고 있습니다. Phys.org에 매일 통찰력을 제공하는 10만 명 이상의 구독자 와 함께 과학, 기술, 우주 분야의 최신 소식을 알아보세요 . 무료 뉴스레터 에 가입하여 중요한 돌파구, 혁신, 연구에 대한 업데이트를 매일 또는 매주 받아보세요 . 이메일 양자 상관관계의 범위를 밝히다 "자체 테스트"라고 불리는 이 놀라운 속성은 장치 독립 양자 정보 프로토콜에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 프로토콜은 소스 및 측정 장치의 적절한 작동에 대한 가정에 의존하지 않기 때문에 비교할 수 없는 신뢰성을 제공합니다. 지금까지 여러 가지 자체 테스트 결과가 얻어졌습니다. 예를 들어, 모든 큐비트 상태를 자체 테스트할 수 있다는 것은 알려져 있지만, 가능한 모든 자체 테스트는 아직 알려지지 않았습니다. 실제로 두 큐비트의 최대 얽힘 상태에 해당하는 자체 테스트만 완전히 특성화되었습니다.
IPhT 이론 물리학자인 빅터 바리지엔과 장다니엘 방칼은 부분적으로 얽힌 물체를 측정하여 얻은 통계를 정확하고 완벽하게 설명하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. "귀엽지만 설명하기 어려운 아이디어는 우리가 최대로 얽힌 상태에 대해 이해하는 것을 사용하여 부분적으로 얽힌 상태의 통계를 설명하는 것이었습니다. 우리는 유익한 물리적 해석을 가능하게 하는 수학적 변환을 발견했습니다." 연구자들은 말합니다. 차례로, 부분적으로 얽힌 두 큐비트 상태를 자체 테스트할 수 있는 모든 상관 관계를 식별하면 양자 통계에 대한 완전한 설명이 제공됩니다.
기본 및 응용 모두 상당한 범위 얽힘이 관련될 때 달성할 수 있는 양자 통계에 대한 완전한 지식을 갖는 것은 광범위한 결과를 초래합니다. 한편으로는 양자 이론 자체의 한계를 식별합니다. 그렇게 함으로써 자연이 양자 물리학의 규칙을 준수하는 한 관찰할 수 있는 실험 결과의 범위를 제한합니다. 다른 한편으로는 모든 유형의 얽힌 물체와 측정에 적용할 수 있는 매우 효과적인 테스트 절차를 제공하며, 따라서 다양한 유형의 시스템에 적용할 수 있습니다.
특히, 양자 얽힘을 사용하는 장치의 보안은 시간이 지남에 따라 진화할 가능성이 있는 장치의 물리적 속성보다는 각 순간에 이루어진 관찰 결과에 기반한 테스트를 통해 강화될 수 있습니다. 보다 일반적으로, 양자 테스트, 통신, 암호화 및 계산을 위한 새로운 프로토콜에 대한 길이 열려 있습니다.
자세한 정보: Victor Barizien et al, 최소 벨 시나리오의 양자 통계, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02782-3 . arXiv 에서 : arxiv.org/abs/2406.09350 저널 정보: Nature Physics , arXiv Institut de Physique Théorique du CEA Saclay 제공
https://phys.org/news/2025-03-theoretical-physicists-statistics-quantum-entanglement.html
메모 2503270707_소스1.분석【】
_[2-2,2-3】얽힌 두개의 큐비트는 자체 테스트가 가능한 보기1-1.의 qpeoms.susqer 얽힘 구조에 두개의 qvixer.qubit를 의미한다면 3.)얽힘이 관련될 때 달성할 수 있는 양자 통계에 대한 완전한 지식을 갖는 것은 광범위한 결과를 초래한다.
1-1.)무엇이 관련되는가? 양자 상태에서 함께 준비된 두 물체(예를 들어, 수평 또는 수직으로 편광된 두 광자)는 서로 멀리 떨어져 있어도 공통 기원에 대한 기억을 유지한다. 두 얽힌 물체의 양자 상태(제안된 예에서 편광)를 측정하면 측정 결과 간에 뚜렷한 상관 관계가 관찰된다.
보기1-1.에는 얽힘의 두가지 유형을 나타낸다. 하나는 sms.oms.vix.ain 보기1-1.에서 chiral 손대칭이 [a|~|b]두 parts에서 이뤄지는 점이다.
참고로, 보기1-1.은 2-1.) 메타구조로 창안된 것이기에 관찰된 상관관계는 관찰된 측정 결과가 dbra.in(*) 정의역이 두뇌적 임의성 무작위임을 증명할 수도 있다. 어허.
좌우 a,b,출발 양방방향 궤도 수평적 회전운동 2×2의 경우수 time starting.msbase가 암흑물질계 msoss 영역까지 존재한다는 점이다. 어허. 그만큼 손대칭 dbr.ain의 임의 tmsbase는 극단적인 비국소적 다중우주 영역도 포함할 만큼 매우 초우주적으로 광범위하다는 뜻이여. 으음.
보기1-1.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|~ |0000e0
000ac0|~|f00bde
0c0fab|~ |000e0d
e00d0c|~|0b0fa0
f000e0|~ |b0dac0
d0f000|~ |cae0b0
0b000f|~ |0ead0c
0deb00|~|ac000f
ced0ba|~|00f000
a0b00e|~|0dc0f0
0ace00|~|df000b
0f00d0|~|e0bc0a
양자얽힘의 요소에는 대칭성1),중첩성2),쌍방향성3),...
1) sms.oms.vix.ain, 2)qms.qvix, 3)susqer.rivery.msbase_half
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