Une paire d'expérimentateurs quantiques qui partagent deux particules enchevêtrées peut être en mesure de passer une partie de cet enchevêtrement à d'autres paires – et de continuer à le partager encore et encore
L'intrication quantique peut être traitée comme une ressource partageable
L'intrication quantique, un lien inextricable entre les particules, est une ressource importante pour l'informatique quantique et la communication – et dans certains cas, il peut également s'agir d'une ressource qui peut être partagée presque indéfiniment.
De nombreux calculs quantiques – tels que le transfert d'informations quantiques très solidement cryptées ou les calculs en cours d'exécution sur les ordinateurs quantiques – nécessitent l'enchevêtrement d'un certain nombre de particules. Bien qu'il existe des moyens standard pour ce faire, Ujjwal Sen et ses collègues de l'Institut de recherche Harish-Chandra en Inde se sont demandé si l'intrication, au lieu d'être produite à partir de zéro, pouvait être partagée.
«Nous avons pensé à un scénario où quelqu'un, comme l'argent ou les bonbons, en a beaucoup et est prêt à le partager avec des enfants ou des subordonnés ou tout simplement d'autres», dit-il.
Pour aborder ce scénario, lui et son équipe ont développé un modèle mathématique où deux expérimentateurs hypothétiques, appelés Alice et Bob, partagent l'enchevêtrement. Par exemple, chaque expérimentateur pourrait avoir une particule et ces deux particules seraient enchevêtrées. Les chercheurs ont ensuite envisagé une autre paire – Charu et Debu – qui ont besoin d'une urgence enchevêtrée, mais ne peuvent pas produire la propriété par elles-mêmes.
Leurs calculs ont montré que, si Charu a une particule qui interagit avec la particule d'Alice et la même chose est vraie pour Debu et Bob, la première paire peut transmettre une partie de leur enchevêtrement à la seconde. Kornikar Sen, qui est également au Harish-Chandra Research Institute, mais n'est pas lié à Ujjwal Sen, dit que la situation est similaire à Charu et à Debu n'étant pas en mesure d'interagir les uns avec les autres, mais que les deux peuvent exploiter la même «banque enchevêtrée».
En fait, elle et ses collègues ont calculé que cette procédure de partage d'enchevêtrement pourrait être adaptée pour fonctionner pour de nombreuses paires d'expérimentateurs successifs qui ne peuvent pas générer leur propre enchevêtrement. Ujjwal Sen dit que lorsque l'équipe a commencé le calcul, il ne prévoyait pas qu'un enchevêtrement pouvait être partagé avec un nombre particulièrement important de paires, donc cette constatation était inattendue.
L'équipe a également déterminé exactement comment les expérimentateurs devraient ajuster les procédures qu'ils effectueraient sur leurs particules pour rendre ce processus de partage possible, par exemple comment la particule d'Alice transmettrait certaines de ses propriétés quantiques à celle de Charu. Cependant, ces méthodes spécifiques n'ont pas encore été testées expérimentalement.
Chirag Srivastava, également au Harish-Chandra Research Institute, note que chaque nouvelle paire d'expérimentateurs recevant un enchevêtrement d'Alice et Bob obtiendrait un montant légèrement plus petit, car un enchevêtrement serait perdu dans chaque interaction.
Pour cette raison, bien que le processus de partage puisse durer mathématiquement pour toujours, dans la pratique, il finirait par s'arrêter parce que certains expérimentateurs recevraient trop peu d'enchevêtrement pour qu'il soit utile.
Lorsque cela se produirait exactement – et comment cette procédure peut s'accumuler des autres façons dont plusieurs expérimentateurs peuvent recevoir un enchevêtrement d'un emplacement central – reste une question ouverte. Il pourrait être abordé par le biais de futures expériences.
