A kvantumkommunikációt és az elosztott kvantumszámítást is segítheti az új összefonódás-tisztító módszer
A Physical Review Letters folyóiratban megjelent munkájukban Kálmán Orsolya, Kiss Tamás, Gábris Aurél (HUN-REN Wigner FK), és Igor Jex (Prágai Cseh Műszaki Egyetem) egy olyan új, gyakorlati módszert javasoltak, ami jó közelítéssel előállítja az egyik maximálisan összefonódott Bell-párt, anélkül, hogy különösebb előzetes információra lenne szükség a bemeneti állapotról: egyedül annyit feltételeznek, hogy a kezdeti állapotok nem túl zajosak. Az új, univerzális eljárás nyolc bemeneti párral működik, és valószínűségi módon produkálja a szinte tökéletes Bell-állapotot, amely négyzetesen csökkentett inkoherens zajt tartalmaz.
A kvantum-összefonódás a kvantuminformáció-feldolgozás középpontjában áll: ez az egyik fő erőforrás, amely a kvantumszámításhoz vagy -kommunikációhoz szükséges. Amikor két távoli fél között összefonódott kvantumbiteket hoznak létre és osztanak meg, a zaj elkerülhetetlenül akadályozza a folyamatot, ami a kvantumállapot romlásához vezet. Az összefonódás-desztillációs sémákban több kvantumbit-párt dolgoznak fel helyi műveletek és klasszikus kommunikáció segítségével, ami kevesebb párt eredményez, de nagyobb összefonódással. A jól ismert desztillációs sémák általában csak meghatározott típusú kezdőállapotra működnek, kihasználva a bemeneti kvantumállapotról rendelkezésre álló ismereteket. Az új eljárás három iterációt tartalmaz, amelyek ugyanazt a központi lépést ismétlik. A központi lépés két iterációja (ehhez négy bemeneti párra van szükség) elegendő a szinte tökéletes Bell-pár előállításához, ha tudjuk, hogy a bemeneti pár egy olyan Bell-állapot, amelyet némi zaj kissé torzít. Az univerzális, praktikus és skálázható tulajdonságok egyedülálló kombinációja miatt ez a megközelítés kiválóan alkalmazható a jövőbeli kvantumkommunikáció, az elosztott kvantumszámítás, vagy a több magot tartalmazó kvantumszámítógépek esetében, ahol az eszközöknek jó minőségű, megosztott összefonódásra van szükségük a hatékony működéshez.
Ábra: A protokoll központi lépésének két iterációja, sematikusan ábrázolva. Ez az eljárás négy enyhén zajos Bell-állapotot képes szinte tökéletes Bell-párrá átalakítani.
