Propriété quantique d'un système composite dont l'état conjoint ne peut pas être exprimé comme produit tensoriel des états de ses sous-systèmes ; de ce fait, les mesures sur les sous-systèmes présentent des corrélations qui ne s'expliquent pas par des états locaux indépendants.

Principe

La règle organisatrice est la non-séparabilité de l'opérateur densité ou du vecteur d'état : si l'état composé n'est pas factorisable en états des sous-systèmes (ou en une combinaison convexe de tels produits), il est intriqué et peut produire des corrélations non classiques lors de mesures locales.

Démonstration

Deux qubits préparés dans l'état (|00> + |11>)/√2 présentent des corrélations parfaites dans la base computationnelle : mesurer un qubit détermine immédiatement le résultat de l'autre, quelle que soit leur séparation spatiale.

Mauvaise application

Considérer toute corrélation statistique ou classique comme de l'intrication, ou déclarer qu'un état mixte corrélé est intriqué sans vérifier les critères de séparabilité, confond corrélation classique et intrication quantique.

Conséquence

L'intrication est une ressource permettant des protocoles tels que le téléportation quantique, le codage superdense, la distribution de clés quantiques basée sur l'intrication et la violation des inégalités de Bell ; elle limite également la préparation et la transformation d'états sous LOCC (opérations locales et communication classique).

Inversion

L'inverse est un état séparable : un état conjoint qui peut s'écrire comme produit (pour les états purs) ou comme combinaison convexe d'états produit (pour les états mixtes), n'affichant que des corrélations classiques ou aucune.

Limite

S'applique aux systèmes quantiques décrits par des espaces de Hilbert ; des distinctions apparaissent entre intrication d'états purs et mixtes, entre formes bipartites et multipartites, et entre différentes mesures d'intrication. Les corrélations classiques, les cohérences d'un seul système et le discord quantique non nul sans intrication sont hors ou adjacents à cette définition.

Tension sémantique

Conflit avec des notions telles que le discord quantique et la corrélation classique : le discord peut être non nul alors que l'intrication est nulle, donc « corrélation quantique » est ambiguë sauf si l'on précise qu'il s'agit d'intrication (non-séparabilité).

Synthèse

L'intrication est la non-séparabilité d'un état quantique composite produisant des corrélations impossibles à rendre par des modèles classiques ; définie comme ressource, elle se détecte par l'impossibilité de factoriser l'état ou de le décomposer en mélanges d'états produit et sous-tend de nombreux avantages en information quantique.