Een team van onderzoekers heeft een nieuwe benadering ontwikkeld om de efficiëntie van GHZ-metingen binnen de fotonische quantumtechnologie te verbeteren. In een publicatie van 30 oktober 2026, getiteld "High-efficiency photonic GHZ measurements with linear optics", leggen Stefan N. van den Hoven, Love A. Pettersson, Anders S. Sørensen en Stefano Paesani uit hoe de integratie van veel-deeltjesinterferentie in optische systemen kan leiden tot effectievere verstrengelingsoperaties. Volgens de details in het onderzoek op arxiv.org stelt deze methode de wetenschap in staat om de beperkingen van traditionele probabilistische metingen te doorbreken.
Van pairwise naar many-body interferentie
Binnen de huidige quantumtechnologie vormen Bell-metingen, ook wel 'fusions' genoemd, een essentieel onderdeel. Deze operaties zijn echter vaak destructief en gebaseerd op kansberekening. De auteurs van het onderzoek wijzen erop dat conventionele methoden hoofdzakelijk steunen op interferentie tussen slechts twee fotonen. De werkelijke potentie van fotonische systemen ligt echter in zogenaamde 'many-body interference', waarbij interferentie tussen meerdere lichamen plaatsvindt.
Om dit te benutten, hebben de onderzoekers een reeks GHZ-metingen geïntroduceerd die gebruikmaken van interferometers met vier modi. Door deze complexere interferentie toe te voegen, kunnen entangling-operaties aanzienlijk efficiënter worden uitgevoerd dan bij eerdere technieken. De term "high-efficiency" in deze context duidt op een niveau dat boven het normale gemiddelde ligt, wat aansluit bij de algemene definitie van dictionary.net als iets dat een grote graad of intensiteit bereikt.
Resultaten en succespercentages
De praktische impact van deze nieuwe methode is zichtbaar in de succesratio's. Bij het gebruik van vier fotonen is de kans op een succesvolle meting vastgesteld op 9/32. Daarnaast hebben de wetenschappers adaptieve varianten ontwikkeld. Deze zorgen ervoor dat informatie niet volledig verloren gaat bij een mislukte poging; de resulterende toestand wordt in dat geval geprojecteerd op nuttige 'stabilizer states'.
Een cruciaal aspect van dit onderzoek is de schaalbaarheid. De auteurs stellen in hun rapportage via dat deze aanpak eenvoudig kan worden uitgebreid naar grotere GHZ-metingen. Dit zou resulteren in een succeswaarschijnlijkheid die exponentieel hoger ligt dan bij eerdere schema's die gebruikmaakten van lineaire optica.
Toepassingen in quantumcomputing
De theoretische winst in efficiëntie heeft directe gevolgen voor verschillende domeinen binnen de quantumtechnologie. De onderzoekers identificeren drie specifieke gebieden waar deze methode een verschil kan maken:
Ten eerste kan het worden ingezet voor de generatie van 'graph-state' resources. Ten tweede verbetert het de distributie van verstrengeling tussen spin-foton interfaces die zich op grote afstand van elkaar bevinden. Ten slotte is er een directe toepassing voor 'fusion-based quantum computing'.
Door deze resultaten te presenteren, positioneren de wetenschappers hoogefficiënte veel-deeltjesmetingen als een nieuw fundamenteel principe voor het schaalbaar maken van quantum-informatieverwerking. De nadruk ligt hierbij op het bereiken van een van precisie en effectiviteit.
Het volledige wetenschappelijke werk is ingediend in de categorie Quantum Physics en is publiekelijk toegankelijk via de database van . De bevindingen bieden een nieuw perspectief op hoe lineaire optica kan worden geoptimaliseerd om de huidige technische barrières in quantumcommunicatie te overwinnen.