التشابك الضوئي أثناء رحلة انعدام الجاذبية

التشابك الضوئي أثناء رحلة انعدام الجاذبية

يوليوس آرثر بيترمان1,2, لوكاس بولا1,3, سيباستيان إيكر1,3, سيباستيان فيليب نيومان1,3, ماتياس فينك1,3, مارتن بوهمان1,3, نيكولاي فريس2,1, ماركوس هوبر2,1و روبرت أورسين1,3

1معهد البصريات الكمومية والمعلومات الكمية - IQOQI فيينا ، الأكاديمية النمساوية للعلوم ، Boltzmanngasse 3 ، 1090 فيينا ، النمسا
2Atominstitut ، Technische Universität Wien ، Stadionallee 2 ، 1020 فيينا ، النمسا
3العنوان الحالي: Quantum Technology Laboratories GmbH, Clemens-Holzmeister-Straße 6/6, 1100 Vienna, Austria

تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.

ملخص

لقد نضجت التقنيات الكمومية إلى درجة أننا أصبحنا قادرين على اختبار الظواهر الكمومية الأساسية في ظل ظروف قاسية. على وجه التحديد، يمكن إنتاج التشابك، وهو حجر الزاوية في نظرية المعلومات الكمومية الحديثة، بقوة والتحقق منه في بيئات معاكسة مختلفة. نحن نأخذ هذه الاختبارات إلى أبعد من ذلك وننفذ تجربة بيل عالية الجودة أثناء رحلة مكافئة، والانتقال من الجاذبية الصغرى إلى الجاذبية المفرطة البالغة 1.8 جم مع المراقبة المستمرة لانتهاك بيل، مع معلمات Bell-CHSH بين $S=-2.6202$ و-2.7323$، متوسط ​​$overline{S} = -2.680$، ومتوسط ​​الانحراف المعياري لـ $overline{Delta S} = 0.014$. لا يتأثر هذا الانتهاك بالتسارع المنتظم وغير المنتظم. توضح هذه التجربة استقرار منصات الاتصالات الكمومية الحالية للتطبيقات الفضائية وتضيف نقطة مرجعية مهمة لاختبار التفاعل بين الحركة غير بالقصور الذاتي والمعلومات الكمومية.

التشابك هو شكل من أشكال الارتباط بين نظامين كميين، وهو، بمعنى ما، أقوى، أو بالأحرى، أكثر تنوعًا من أي شكل من أشكال الارتباط الكلاسيكي والذي يقع في قلب تقنيات الكم الحديثة. علاوة على ذلك، فإن هذه الميزة الكمومية تعيث فسادا في حدسنا فيما يتعلق بما يسمى "الواقعية المحلية": فكرة أن قياسات الأجسام البعيدة مستقلة وبالتالي يمكن إجراؤها "محليا" وأن نتائجها لها "واقع" بشكل مستقل عن القياس. بحد ذاتها. في الواقع، أثبتت التجارب التي أجريت في السبعينيات والثمانينيات والتسعينيات، والتي تم الاعتراف بها مؤخرًا بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 70، بنجاح أن التشابك يمكن أن يؤدي إلى انتهاك ما يسمى متباينات بيل، والتي يجب تلبيتها إذا أمكن وصف الطبيعة بشكل كامل. برؤية واقعية محلية.

لفترة طويلة، كان إنشاء التشابك والتحقق منه يعتبر أمرًا صعبًا من الناحية التكنولوجية، وغالبًا ما يعتمد على إعدادات بصرية هشة وسهلة الاضطراب. وفي الوقت نفسه، برز التشابك كأحد المكونات المركزية للاتصالات الكمومية ويشكل حجر الزاوية في العديد من التقنيات الكمومية الناشئة. نقدم هنا تجربة توضح المدى الذي وصلت إليه تكنولوجيا التقنيات الكمومية القائمة على التشابك ومدى مرونة الإعدادات في مواجهة الظروف المعاكسة: قمنا ببناء وتثبيت إعداد لاختبارات بيل في طائرة تجارية وقياسها بشكل مستمر انتهاكات قوية لعدم مساواة الجرس خلال سلسلة من عشرات مناورات الطيران المكافئ. لقد أظهرنا أنه حتى هذه التحولات بين مستويات مختلفة من التسارع، بدءًا من الطيران الثابت إلى التسارعات القوية التي تقارب ضعف قوة الجاذبية على سطح الأرض، ليس لها أي تأثير على قوة التشابك.

► بيانات BibTeX

ferences المراجع

[1] ستيوارت ج. فريدمان وجون ف. كلاوزر، الاختبار التجريبي لنظريات المتغير المخفي المحلي، فيز. القس ليت. 28، 938 (1972).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.28.938

[2] آلان أسبكت، فيليب جرانجييه، وجيرارد روجر، الاختبارات التجريبية للنظريات المحلية الواقعية عبر نظرية بيل، فيز. القس ليت. 47، 460 (1981).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.47.460

[3] آلان أسبكت، فيليب جرانجييه، وجيرارد روجر، التنفيذ التجريبي لتجربة أينشتاين-بودولسكي-روزن-بوم جيدانكن: انتهاك جديد لمتباينات بيل، فيز. القس ليت. 49، 91 (1982 أ).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.91

[4] آلان أسبكت، وجان داليبارد، وجيرارد روجر، الاختبار التجريبي لمتباينات بيل باستخدام محللات متغيرة الزمن، فيز. القس ليت. 49، 1804 (1982ب).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.1804

[5] جريجور وايز، توماس جينيوين، كريستوف سيمون، هارالد وينفورتر، وأنطون زيلينجر، انتهاك عدم مساواة بيل في ظل ظروف محلية أينشتاين الصارمة، فيز. القس ليت. 81، 5039 (1998)، أرخايف:quant-ph/9810080.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.5039
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9810080

[6] إل كيه شالم، إي ماير-سكوت، بي جي كريستنسن، بي بيرهورست، إم إيه واين، إم جي ستيفنز، تي جيريتس، ​​إس جلانسي، دكتور هامل، إم إس ألمان، كي جي كوكلي، إس دي داير، سي هودج، أي إي ليتا، في بي فيرما، سي. لامبروكو، إي. تورتوريسي، آل ميغدال، واي. تشانغ، دكتور كومور، دبليو إتش فار، إف. مارسيلي، إم دي شو، جي أيه ستيرن، سي. أبيلان، دبليو أمايا، في. برونيري، توماس جينيوين، إم دبليو ميتشل ، بول جي كويات، جي سي بينفانج، آر بي ميرين، إي. نيل، وإس دبليو نام، اختبار قوي للواقعية المحلية خالي من الثغرات، فيز. القس ليت. 115، 250402 (2015)، أرخايف:1511.03189.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250402
أرخايف: 1511.03189

[7] B. Hensen، H. Bernien، AE Dréau، A. Reiserer، N. Kalb، MS Blok، J. Ruitenberg، RFL Vermeulen، RN Schouten، C. Abellán، W. Amaya، V. Pruneri، MW Mitchell، M. Markham ، DJ Twitchen، D. Elkouss، S. Wehner، TH Taminiau، و R. Hanson، انتهاك عدم المساواة في الجرس الخالي من الثغرات باستخدام دوران الإلكترون مفصولاً بـ 1.3 كيلومتر، Nature 526, 682 (2015)، أرخايف:1508.05949.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature15759
أرخايف: 1508.05949

[8] ماريسا جيوستينا ، مارين آم فيرستيج ، سورين فينجيروفسكي ، جوهانس هاندشتاينر ، أرمين هوشرينر ، كيفين فيلان ، فابيان شتاينليشنر ، جوهانس كوفلر ، جان أك لارسون ، كارلوس أبيلان ، فالديمار أمايا ، فاليريو برونيري ، مورغان دبليو ميتشل باي ، جور Adriana E. Lita ، Lynden K. Shalm ، Sae Woo Nam ، Thomas Scheidl ، Rupert Ursin ، Bernhard Wittmann ، and Anton Zeilinger ، اختبار خالٍ من الثغرة لنظرية بيل مع الفوتونات المتشابكة ، فيز. القس ليت. 115 ، 250401 (2015) ، arXiv: 1511.03190.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250401
أرخايف: 1511.03190

[9] نيكولاي فريس ، وأوليفر مارتي ، وكريستين ماير ، وكورنيليوس هيمبل ، وميلان هولزابفيل ، وبيتر يورشفيتش ، ومارتن بلينيو ، وماركوس هوبر ، وكريستيان روس ، ورينر بلات ، وبن لانيون ، مراقبة الدول المتشابكة لنظام 20-Qubit يتم التحكم فيه بالكامل ، . Rev. X 8، 021012 (2018)، arXiv: 1711.11092.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021012
أرخايف: 1711.11092

[10] مينغ غونغ ، مينغ تشنغ تشن ، ياروي تشنغ ، شيو وانغ ، تشن زا ، هوي دينغ ، تشيجوانغ يان ، هاو رونغ ، يولين وو ، شاوي لي ، فوشينغ تشن ، يوي تشاو ، فوتيان ليانغ ، جين لين ، يو شو ، تشنغ قوه ، Lihua Sun و Anthony D. Castellano و Haohua Wang و Chengzhi Peng و Chao-Yang Lu و Xiaobo Zhu و Jian-Wei Pan ، تشابك أصلي 12-Qubit على معالج كم فائق التوصيل ، فيز. القس ليت. 122، 110501 (2019)، arXiv: 1811.02292.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.110501
أرخايف: 1811.02292

[11] إيفان بوجوريلوف ، توماس فيلدكر ، كريستيان د.مارسينياك ، جورج جاكوب ، فيرينا بودلسنيك ، مايكل ميث ، فلاد نيجنفيتسكي ، مارتن ستادلر ، كيريل لاكمانسكي ، راينر بلات ، فيليب شيندلر ، وتوماس مونز ، معيد الحوسبة الكمومية المدمجة ، PRX Quantum 2 ، 020343 (2021)، arXiv: 2101.11390.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020343
أرخايف: 2101.11390

[12] غاري جيه موني، وجريجوري آل وايت، وتشارلز د. هيل، ولويد سي إل هولينبرج، تشابك الجهاز بالكامل في حاسوب كمي فائق التوصيل بقدرة 65 كيوبت، Adv. تكنولوجيا الكم. 4، 2100061 (2021)، أرخايف:2102.11521.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202100061
أرخايف: 2102.11521

[13] Xi-Lin Wang ، Yi-Han Luo ، He-Liang Huang ، Ming-Cheng Chen ، Zu-En Su ، Chang Liu ، Chao Chen ، Wei Li ، Yu-Qiang Fang ، Xiao Jiang ، Jun Zhang ، Li Li ، Nai- Le Liu و Chao-Yang Lu و Jian-Wei Pan ، 18-Qubit التشابك مع ثلاث درجات من الحرية لست فوتونات ، فيز. القس ليت. 120 ، 260502 (2018) ، arXiv: 1801.04043.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.260502
أرخايف: 1801.04043

[14] جيسيكا بافاريسكو ، ناتاليا هيريرا فالنسيا ، كلود كلوكل ، ماتي بيفولوسكا ، بول إيركر ، نيكولاي فريس ، ميهول مالك ، ماركوس هوبر ، القياسات في قاعدتين كافية للتصديق على التشابك عالي الأبعاد ، نات. فيز. 14 ، 1032 (2018) ، arXiv: 1709.07344.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-018-0203 زي
أرخايف: 1709.07344

[15] جيمس شنيلوك، وكريستوفر سي. تيسون، ومايكل إل. فانتو، وبول إم. ألسينغ، وجريجوري أ. هاولاند، قياس التشابك في مساحة حالة كمومية مكونة من 68 مليار بعد، نات. مشترك. 10، 2785 (2019)، أرخايف:1804.04515.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-019-10810 زي
أرخايف: 1804.04515

[16] ناتاليا هيريرا فالنسيا ، فاتشال سريفاستاف ، ماتيج بيفولوسكا ، ماركوس هوبر ، نيكولاي فريس ، ويل ماكوتشون ، وميهول مالك ، تشابك البكسل عالي الأبعاد: الجيل الفعال والشهادة ، الكم 4 ، 376 (2020) ، arXiv: 2004.04994.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-12-24-376
أرخايف: 2004.04994

[17] نيكولاي فريس ، جوزيبي فيتاليانو ، ميهول مالك ، وماركوس هوبر ، شهادة التشابك من النظرية إلى التجربة ، نات. القس فيز. 1 ، 72 (2019) ، arXiv: 1906.10929.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-018-0003-5
أرخايف: 1906.10929

[18] سيباستيان إيكر ، فريديريك بوشار ، لوكاس بولا ، فلوريان براندت ، أوسكار كوهوت ، فابيان شتاينليشنر ، روبرت فيكلر ، ميهول مالك ، يلينا جوريانوفا ، روبرت أورسين ، وماركوس هوبر ، التغلب على الضوضاء في توزيع التشابك ، فيز. القس X 9، 041042 (2019)، arXiv: 1904.01552.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.041042
أرخايف: 1904.01552

[19] جون ف. كلاوزر، مايكل أ. هورن، أبنر شيموني، وريتشارد أ. هولت، تجربة مقترحة لاختبار نظريات المتغيرات المخفية المحلية، فيز. القس ليت. 23، 880 (1969).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

[20] ماتياس فينك، آنا رودريغيز-أرامينديا، يوهانس هاندشتاينر، عبد زيركاش، فابيان شتاينلشنر، توماس شيدل، إيفيت فوينتيس، جاك بينار، تيموثي سي رالف، وروبرت أورسين، الاختبار التجريبي للتشابك الضوئي في الأطر المرجعية المتسارعة، نات. مشترك. 8, 1 (2017)، أرخايف:1608.02473.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15304
أرخايف: 1608.02473

[21] خوان يين، يوان كاو، يو هواي لي، شنغ كاي لياو، ليانغ تشانغ، جي جانج رن، وين تشي كاي، وي يو ليو، بو لي، هوي داي، غوانغ بينغ لي، تشي مينغ لو، يون هونغ قونغ، يو شو، شوانغ لين لي، فنغ تشي لي، يا يون يين، زي كينغ جيانغ، مينغ لي، جيان جون جيا، جي رن، دونغ هي، يي لين تشو، شياو شيانغ تشانغ، نا وانغ، شيانغ تشانغ، تشن كاي تشو، ناي لو ليو، يو آو تشين، تشاو يانغ لو، رونغ شو، تشينج تشي بينغ، جيان يو وانغ، وجيان وي بان، القائمون على الأقمار الصناعية توزيع التشابك على مسافة 1200 كيلومتر، العلوم 356، 1140 (2017 أ)، أرخايف:1707.01339.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aan3211
أرخايف: 1707.01339

[22] خوان يين، يوان كاو، يو-هواي لي، جي-جانج رن، شنغ-كاي لياو، ليانغ تشانغ، وين تشي كاي، وي-يو ليو، بو لي، هوي داي، مينغ لي، يونغ-مي هوانغ، لي دينغ ، لي لي، تشيانغ تشانغ، ناي لو ليو، يو آو تشين، تشاو يانغ لو، رونغ شو، تشينج تشي بينغ، جيان يو وانغ، وجيان وي بان، الكم القائم على التشابك من القمر الصناعي إلى الأرض توزيع المفاتيح، فيز. القس ليت. 119، 200501 (2017ب).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.200501

[23] سارة ريستوتشيا، ماركو توروس، جراهام م. جيبسون، هندريك أولبريشت، دانييلي فاتشيو، ومايلز جيه بادجيت، تجميع الفوتون في إطار مرجعي دوار، فيز. القس ليت. 123، 110401 (2019)، أرخايف:1906.03400.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.110401
أرخايف: 1906.03400

[24] فيكتور دودونوف، خمسون عامًا من تأثير كازيمير الديناميكي، الفيزياء 2، 67 (2020).
https: / / doi.org/ 10.3390 / physics2010007

[25] ديفيد إدوارد بروشي، إيفيت فوينتيس، وجورما لوكو، رحلة إلى ألفا سنتوري: تدهور تشابك أوضاع التجويف بسبب الحركة، فيز. القس د 85، 061701(ص) (2012)، أرخايف:1105.1875.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.85.061701
أرخايف: 1105.1875

[26] نيكولاي فريس، أنتوني ر. لي، وجورما لوكو، المجالات العددية، والسبينور، والفوتون تحت حركة التجويف النسبية، فيز. القس د 88، 064028 (2013)، أرخايف:1307.1631.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.88.064028
أرخايف: 1307.1631

[27] بول إم. ألسينج وإيفيت فوينتيس، التشابك المعتمد على المراقب، فئة. الجاذبية الكمومية. 29، 224001 (2012)، أرخايف:1210.2223.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​29/​22/​224001
أرخايف: 1210.2223

[28] نيكولاي فريس، تشابك وضع التجويف في المعلومات الكمومية النسبية، دكتوراه. أطروحة، جامعة نوتنغهام (2013)، أرخايف:1311.3536.
أرخايف: 1311.3536

[29] كريستوفر إم. ويلسون، غوران جوهانسون، أرسلان بوركبيريان، ج. روبرت جوهانسون، تيموثي ديوتي، فرانكو نوري، وبير ديلسينج، مراقبة تأثير كازيمير الديناميكي في دائرة فائقة التوصيل، طبيعة 479، 376 (2011)، أرخايف:1105.4714.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature10561
أرخايف: 1105.4714

[30] ماركو توروس، سارة ريستوتشيا، جراهام م. جيبسون، ماريون كرومب، هندريك أولبريشت، مايلز بادجيت، ودانييلي فاكيو، الكشف عن التشابك وإخفائه مع الحركة غير بالقصور الذاتي، فيز. القس أ 101، 043837 (2020)، أرخايف:1911.06007.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.043837
أرخايف: 1911.06007

[31] آيتور فيلار، ألكسندر لورمان، شويليانج باي، توم فيرجوسن، روبرت بيدنجتون، تشيثرابانو بيرومانجات، هواي ينج ليم، تانفيرول إسلام، عائشة ريزوانا، تشونغكان تانغ، راخيثا شاندراسيكارا، سوباش ساتشيداناندا، قادر دوراك، كريستوف إف ويلدفيور، دوغلاس غريفين، دانييل كيه إل أوي، وألكسندر لينغ، عرض التشابك على متن قمر صناعي نانو، أوبتيكا 7، 734 (2020)، أرخايف:2006.14430.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1364 / OPTICA.387306
أرخايف: 2006.14430

[32] جون دبليو برات وجان د. جيبونز، اختبارات كولموجوروف-سميرنوف ذات العينتين، في مفاهيم النظرية اللامعلمية. سلسلة سبرينغر في الإحصاء (سبرينغر، نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية، 1981) الفصل. 7، ص 318-344.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-1-4612-5931-2_7

دليلنا يستخدم من قبل

[1] يوليوس آرثر بيترمان، ماتياس فينك، ماركوس هوبر، وروبرت أورسين، "حالة الجرس المتشابكة غير المعتمدة على الحركة بالقصور الذاتي"، أرخايف: 2401.05186, (2024).

الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2024-02-15 22:49:42). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.

On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2024-02-15 22:49:40).

الطابع الزمني:

اكثر من مجلة الكم