Verstrengelden

Verstrengelden is een term uit de kwantummechanica die verwijst naar twee of meer systemen waarvan de kwantumtoestanden zodanig met elkaar verweven zijn dat de toestand van elk afzonderlijk systeem niet onafhankelijk beschreven kan worden. De totale toestand van het samengestelde systeem kan niet worden uitgedrukt als een eenvoudige combinatie van de toestanden van de onderdelen.

Een bekend voorbeeld is twee spin-1/2 deeltjes in de singlettoestand: |ψ⟩ = (1/√2)(|↑⟩⊗|↓⟩ - |↓⟩⊗|↑⟩). In deze toestand zijn de spins van de twee deeltjes zodanig gecorreleerd dat meting van een deeltje meteen de uitkomst van de meting op het andere bepaalt, onafhankelijk van de afstand tussen de deeltjes. Totdat er gemeten wordt, bestaat er geen vooraf toegekende toestand voor elk afzonderlijk deeltje.

Verstrengeling leidt tot krachtige correlaties tussen gemeten eigenschappen die niet verklaard kunnen worden door lokale verborgen variabelen. Deze niet-lokale correlaties worden ondersteund door Bell-achtige testen, die aantonen dat de resultaten van metingen op verstrengelde systemen overeenkomen met de kwantumvoorspellingen en niet met theorieën die uitgaan van lokale realisme, terwijl ze geen communicatie sneller dan het licht mogelijk maken.

Verstrengelde toestanden vormen de kern van vele toepassingen in de quantum informatieverwerking, zoals kwantenteleportatie, superdense coding en kwantumsleuteluitwisseling (quantum cryptografie).

Historisch gezien stond verstrengeling centraal in het EPR-dilemma, waarna Bell-achtige testen aantoonbaar debat op een experimenteel vlak mogelijk maakten. Recente, loopholevrije experimenten hebben de realiteit van verstrengeling verder bevestigd.

Zie ook: verstrengeling, kwantuminformatie, Bell-test.