entanglementeigenschappen

Entanglementeigenschappen verwijst naar de kenmerken van quantumverstrengeling tussen twee of meer deeltjes. Verstrengelde systemen vertonen correlaties die niet kunnen worden verklaard door lokale toestanden alleen, en ze kunnen resultaten opleveren die de wetten van lokaal realisme tarten. Dit maakt verstrengeling een fundamenteel aspect van de quantummechanica en een sleutelbron voor veel quantumtechnologieën.

Belangrijke eigenschappen zijn onder meer niet-scheidbaarheid, wat betekent dat de totale toestand niet kan worden geschreven als een product van afzonderlijke toestanden. Voor pure bipartiete toestanden kan de mate van verstrengeling worden gemeten met de von Neumann-entropie van de gereduceerde toestand en met behulp van de Schmidt-decompositie. Bij twee qubits is de concurrence een veelgebruikte maatstaf. Voor gemengde toestanden worden verschillende maatstaven en criteria toegepast.

Detectie en classificatie van entanglement bij gemengde toestanden is complexer. Methodes omvatten de PPT-criterium (Peres-Horodecki) voor separabiliteit in 2x2 en 2x3 systemen, en negativiteit als maat voor de aanwezigheid van entanglement. Andere benaderingen gebruiken entanglement-witnesses of kwantumtoestands-tomografie om de aanwezigheid en de mate van entanglement te bepalen.

Ontstaan en detectie gebeuren vaak in experimentele systemen zoals quantum optics (bijvoorbeeld spontane parametern down-conversion), maar ook in iontraps, superconducting circuits en andere platformen. Entanglement wordt gedetecteerd via testen op Bell-ongelijkheden, state tomography of metingen van getuigende operatoren.

Toepassingen van entanglementeigenschappen omvatten veilige quantumcommunicatie, quantumteleportatie, dense coding en kwantumcryptografie. De eigenschappen zoals niet-lokale correlaties en monogamie bepalen de mogelijkheden en beperkingen van deze technologieën, terwijl decoherentie en verlies een belangrijke uitdaging vormen voor praktische implementaties.