Wetenschappers hebben een opmerkelijke eigenschap van quantumkanalen blootgelegd die de traditionele opvattingen over informatiecapaciteit uitdaagt. In een rapport dat op 17 september 2026 verscheen, wordt beschreven hoe twee kanalen die afzonderlijk ongeschikt zijn voor private communicatie, samen toch in staat zijn om beveiligde informatie te verzenden.
De studie, getiteld "Private communication from Pauli channels with no privacy", is geschreven door onderzoekers Uthirakalyani G, Pritam Halder en David Elkouss. Volgens de publicatie op arxiv.org vertoont de quantummechanica een fundamenteel ander gedrag dan de klassieke communicatietheorie. Waar de capaciteit van een klassiek kanaal doorgaans een vast kenmerk is, blijkt deze in de quantumwereld contextueel te zijn.
In de praktijk betekent dit dat twee specifieke Pauli-kanalen voor twee qubits, die elk een private klassieke capaciteit van nul hebben, een synergetisch effect creëren wanneer ze gezamenlijk worden ingezet. Wanneer deze kanalen individueel worden gebruikt, is er geen enkele garantie op privacy en zou informatie in theorie door externe partijen kunnen worden gereconstrueerd. Echter, de combinatie van deze kanalen activeert plotseling de mogelijkheid tot private communicatie.
Om dit effect te bereiken, maken de natuurkundigen gebruik van een specifieke technische constructie. Het eerste kanaal is een Pauli-kanaal waarbij de omgeving de output van de ontvanger kan reconstrueren, al gebeurt dit tot aan een matrix-transpositie. Het tweede kanaal is een zogenaamd 'antidegradable' kanaal. De auteurs merken op in hun dat een vergelijkbaar resultaat behaald kan worden als dit tweede kanaal wordt vervangen door een qubit-wisingskanaal (erasure channel) met een kans van 50%.
De kern van deze doorbraak ligt in de creatie van wat de onderzoekers een "transpose-antidegradable" kanaal noemen, dat zelf niet antidegradable is. Om de private communicatie daadwerkelijk te realiseren, hebben de wetenschappers een binaire code ontwikkeld die gebruikmaakt van mengsels van Bell-toestanden met een rang van drie. Door deze specifieke codering toe te passen, kan informatie worden verzonden die beschermd blijft tegen onbevoegde toegang, ondanks de beperkingen van de individuele kanalen.
Deze bevindingen hebben aanzienlijke implicaties voor de quantumfysica en de ontwikkeling van toekomstige veilige quantumnetwerken. Het bewijst dat de context waarin kanalen worden gecombineerd belangrijker kan zijn dan de eigenschappen van de kanalen op zichzelf. De volledige technische details van de 11 pagina's tellende studie zijn ingediend door Pritam Halder en beschikbaar via de .
Hoewel de theoretische basis nu is vastgelegd, blijft de praktische uitvoering van deze transpose-antidegradable kanalen een uitdaging binnen de informatica en quantumoptica. Voor geïnteresseerden die de wiskundige bewijsvoering en de specifieke Bell-toestanden willen bestuderen, is de volledige documentatie te vinden op de .