Φωτονική εμπλοκή κατά τη διάρκεια πτήσης Zero-g

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Julius Arthur Bittermann^1,2, Λούκας Μπούλα^1,3, Σεμπάστιαν Έκερ^1,3, Σεμπάστιαν Φίλιπ Νόιμαν^1,3, Ματίας Φινκ^1,3, Μάρτιν Μπόμαν^1,3, Νικολάι Φρίς^2,1, Μάρκους Χούμπερ^2,1, να Ρούπερτ Ούρσιν^1,3

¹Ινστιτούτο Κβαντικής Οπτικής και Κβαντικών Πληροφοριών - IQOQI Vienna, Austrian Academy of Sciences, Boltzmanngasse 3, 1090 Vienna, Austria
²Atominstitut, Technische Universität Wien, Stadionallee 2, 1020 Βιέννη, Αυστρία
³παρούσα διεύθυνση: Quantum Technology Laboratories GmbH, Clemens-Holzmeister-Straße 6/6, 1100 Βιέννη, Αυστρία

Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.

Περίληψη

Οι κβαντικές τεχνολογίες έχουν ωριμάσει σε σημείο που μπορούμε να δοκιμάσουμε θεμελιώδη κβαντικά φαινόμενα κάτω από ακραίες συνθήκες. Συγκεκριμένα, η εμπλοκή, ο ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης κβαντικής θεωρίας της πληροφορίας, μπορεί να παραχθεί και να επαληθευτεί σθεναρά σε διάφορα δυσμενή περιβάλλοντα. Προχωράμε αυτές τις δοκιμές περαιτέρω και υλοποιούμε ένα πείραμα Bell υψηλής ποιότητας κατά τη διάρκεια μιας παραβολικής πτήσης, μεταβαίνοντας από τη μικροβαρύτητα στην υπερβαρύτητα 1.8 g ενώ παρατηρούμε συνεχώς παραβίαση Bell, με παραμέτρους Bell-CHSH μεταξύ $S=-2.6202$ και -2.7323$, κατά μέσο όρο $overline{S} = -2.680$ και μέση τυπική απόκλιση $overline{Delta S} = 0.014$. Αυτή η παραβίαση δεν επηρεάζεται τόσο από ομοιόμορφη όσο και από ανομοιόμορφη επιτάχυνση. Αυτό το πείραμα καταδεικνύει τη σταθερότητα των τρεχουσών πλατφορμών κβαντικής επικοινωνίας για εφαρμογές που βασίζονται στο διάστημα και προσθέτει ένα σημαντικό σημείο αναφοράς για τη δοκιμή της αλληλεπίδρασης της μη αδρανειακής κίνησης και των κβαντικών πληροφοριών.

Φωτονική εμπλοκή κατά τη διάρκεια μιας πτήσης μηδενικού g PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Επιλεγμένη εικόνα: Εγκατάσταση εγκατάστασης στο αεροσκάφος.

Δημοφιλή περίληψη

Η διαπλοκή είναι μια μορφή συσχέτισης μεταξύ δύο κβαντικών συστημάτων που είναι, κατά μια ορισμένη έννοια, ισχυρότερη ή μάλλον πιο ευέλικτη από οποιαδήποτε μορφή κλασικής συσχέτισης και που βρίσκεται στην καρδιά των σύγχρονων κβαντικών τεχνολογιών. Επιπλέον, αυτό το κβαντικό χαρακτηριστικό καταστρέφει τη διαίσθησή μας σχετικά με αυτό που ονομάζεται «τοπικός ρεαλισμός»: η αντίληψη ότι οι μετρήσεις των απομακρυσμένων αντικειμένων είναι ανεξάρτητες και μπορούν επομένως να πραγματοποιηθούν «τοπικά» και ότι τα αποτελέσματά τους έχουν μια «πραγματικότητα» ανεξάρτητα από τη μέτρηση. εαυτό. Πράγματι, πειράματα στις δεκαετίες του '70, του '80 και του '90, που αναγνωρίστηκαν πρόσφατα από το Νόμπελ Φυσικής του 2022, απέδειξαν με επιτυχία ότι η εμπλοκή μπορεί να οδηγήσει στην παραβίαση των αποκαλούμενων ανισοτήτων Bell, οι οποίες θα έπρεπε να ικανοποιηθούν εάν η φύση μπορούσε να περιγραφεί πλήρως με τοπικό-ρεαλιστική άποψη.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, η δημιουργία και η επαλήθευση της εμπλοκής θεωρούνταν ωστόσο τεχνολογικά προκλητική, συχνά βασιζόμενη σε εύθραυστες και εύκολα διαταραγμένες οπτικές ρυθμίσεις. Ταυτόχρονα, η διαπλοκή έχει αναδειχθεί ως ένα από τα κεντρικά συστατικά της κβαντικής επικοινωνίας και αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο πολλών εκκολαπτόμενων κβαντικών τεχνολογιών. Εδώ, παρουσιάζουμε ένα πείραμα που δείχνει πόσο μακριά έχει φτάσει η τεχνολογία για κβαντικές τεχνολογίες που βασίζονται σε εμπλοκή και πόσο ανθεκτικές μπορούν να είναι οι ρυθμίσεις σε αντίξοες συνθήκες: κατασκευάσαμε και εγκαταστήσαμε μια εγκατάσταση για δοκιμές Bell σε ένα εμπορικό αεροσκάφος και μετράμε συνεχώς έντονες παραβιάσεις της ανισότητας του κουδουνιού σε μια ακολουθία πολλών δεκάδων παραβολικών ελιγμών πτήσης. Δείχνουμε ότι ακόμη και αυτές οι μεταβάσεις μεταξύ διαφορετικών επιπέδων επιτάχυνσης, που κυμαίνονται από σταθερή πτήση έως ισχυρές επιταχύνσεις σχεδόν διπλάσιες από τη βαρυτική έλξη στην επιφάνεια της Γης, δεν έχουν καμία επίδραση στη δύναμη της εμπλοκής.

► Δεδομένα BibTeX

@article{Bittermann2024photonic, doi = {10.22331/q-2024-02-15-1256}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-02-15-1256}, τίτλος = {Phot κατά τη διάρκεια πτήσης zero-g}, συγγραφέας = {Bittermann, Julius Arthur and Bulla, Lukas and Ecker, Sebastian and Neumann, Sebastian Philipp and Fink, Matthias and Bohmann, Martin and Friis, Nicolai and Huber, Marcus and Ursin, Rupert}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, εκδότης = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, τόμος = {8}, σελίδες = {1256 }, μήνας = Φεβρουάριος, έτος = {2024} }

► Αναφορές

[1] Stuart J. Freedman and John F. Clauser, Experimental Test of Local Hidden-Variable Theories, Phys. Αναθ. Lett. 28, 938 (1972).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.28.938

[2] Alain Aspect, Philippe Grangier και Gérard Roger, Πειραματικές Δοκιμές Ρεαλιστικών Τοπικών Θεωριών μέσω του Θεωρήματος του Bell, Φυσ. Αναθ. Lett. 47, 460 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.47.460

[3] Alain Aspect, Philippe Grangier και Gérard Roger, Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankeexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities, Phys. Αναθ. Lett. 49, 91 (1982a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.91

[4] Alain Aspect, Jean Dalibard και Gérard Roger, Πειραματική δοκιμή των ανισοτήτων του Bell Using Time-Varying Analyzers, Phys. Αναθ. Lett. 49, 1804 (1982b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.1804

[5] Gregor Weihs, Thomas Jennewein, Christoph Simon, Harald Weinfurter και Anton Zeilinger, Παραβίαση της ανισότητας του Bell υπό αυστηρές συνθήκες τοποθεσίας Αϊνστάιν, Φυσ. Αναθ. Lett. 81, 5039 (1998), arXiv:quant-ph/9810080.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.5039
arXiv: quant-ph / 9810080

[6] LK Shalm, E. Meyer-Scott, BG Christensen, P. Bierhorst, MA Wayne, MJ Stevens, T. Gerrits, S. Glancy, DR Hamel, MS Allman, KJ Coakley, SD Dyer, C. Hodge, AE Lita, VB Verma, C. Lambrocco, E. Tortorici, AL Migdall, Y. Zhang, DR Kumor, WH Farr, F. Marsili, MD Shaw, JA Stern, C. Abellán, W. Amaya, V. Pruneri, Thomas Jennewein, MW Mitchell , Paul G. Kwiat, JC Bienfang, RP Mirin, E. Knill και SW Nam, Strong Loophole-Free Test of Local Realism, Phys. Αναθ. Lett. 115, 250402 (2015), arXiv:1511.03189.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250402
arXiv: 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 και R. Hanson, Παραβίαση ανισότητας Bell χωρίς παραθυράκι με χρήση περιστροφών ηλεκτρονίων διαχωρισμένων κατά 1.3 χιλιόμετρα, Nature 526, 682 (2015), arXiv:1508.05949.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature15759
arXiv: 1508.05949

[8] Marissa Giustina, Marijn AM Versteegh, Sören Wengerowsky, Johannes Handsteiner, Armin Hochrainer, Kevin Phelan, Fabian Steinlechner, Johannes Kofler, Jan-Åke Larsson, Carlos Abellán, Waldimar Amaya, Valerio Pruneri, Morgan Jörritch, Morgan Jörritch. Adriana E. Lita, Lynden K. Shalm, Sae Woo Nam, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Bernhard Wittmann και Anton Zeilinger, Δοκιμή χωρίς σημαντικές παραθυρίδες του Θεωρήματος του Bell με εμπλεκόμενα φωτόνια, Φυσ. Αναθ. Lett. 115, 250401 (2015), arXiv:1511.03190.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250401
arXiv: 1511.03190

[9] Nicolai Friis, Oliver Marty, Christine Maier, Cornelius Hempel, Milan Holzäpfel, Petar Jurcevic, Martin B. Plenio, Marcus Huber, Christian Roos, Rainer Blatt και Ben Lanyon, Παρατήρηση εμπλεκόμενων καταστάσεων ενός πλήρως ελεγχόμενου συστήματος 20 Qubit, Phys . Αναθ. X 8, 021012 (2018), arXiv:1711.11092.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021012
arXiv: 1711.11092

[10] Ming Gong, Ming-Cheng Chen, Yarui Zheng, Shiyu Wang, Chen Zha, Hui Deng, Zhiguang Yan, Hao Rong, Yulin Wu, Shaowei Li, Fusheng Chen, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng Guo, Lihua Sun, Anthony D. Castellano, Haohua Wang, Chengzhi Peng, Chao-Yang Lu, Xiaobo Zhu και Jian-Wei Pan, Γνήσια εμπλοκή 12 Qubit σε έναν υπεραγώγιμο κβαντικό επεξεργαστή, Phys. Αναθ. Lett. 122, 110501 (2019), arXiv:1811.02292.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.110501
arXiv: 1811.02292

[11] Ivan Pogorelov, Thomas Feldker, Christian D. Marciniak, Georg Jacob, Verena Podlesnic, Michael Meth, Vlad Negnevitsky, Martin Stadler, Kirill Lakhmanskiy, Rainer Blatt, Philipp Schindler και Thomas Monz, Compact Ion-Trap Quantum Computing Demonstrator 2PRX, , 020343 (2021), arXiv:2101.11390.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020343
arXiv: 2101.11390

[12] Gary J. Mooney, Gregory AL White, Charles D. Hill και Lloyd CL Hollenberg, Εμπλοκή Ολόκληρων Συσκευών σε Υπεραγώγιμο Κβαντικό Υπολογιστή 65 Qubit, Adv. Quantum Technol. 4, 2100061 (2021), arXiv:2102.11521.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202100061
arXiv: 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, Chao-Yang Lu, and Jian-Wei Pan, 18-Qubit Entanglement with Six Photons' Three Degrees of Freedom, Phys. Αναθ. Lett. 120, 260502 (2018), arXiv:1801.04043.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.260502
arXiv: 1801.04043

[14] Jessica Bavaresco, Natalia Herrera Valencia, Claude Klöckl, Matej Pivoluska, Paul Erker, Nicolai Friis, Mehul Malik και Marcus Huber, Οι μετρήσεις σε δύο βάσεις επαρκούν για την πιστοποίηση της εμπλοκής υψηλών διαστάσεων, Nat. Phys. 14, 1032 (2018), arXiv:1709.07344.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-018-0203-z
arXiv: 1709.07344

[15] James Schneeloch, Christopher C. Tison, Michael L. Fanto, Paul M. Alsing, and Gregory A. Howland, Ποσοτικοποίηση εμπλοκής σε χώρο κβαντικής κατάστασης 68 δισεκατομμυρίων διαστάσεων, Nat. Commun. 10, 2785 (2019), arXiv:1804.04515.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-019-10810-z
arXiv: 1804.04515

[16] Natalia Herrera Valencia, Vatshal Srivastav, Matej Pivoluska, Marcus Huber, Nicolai Friis, Will McCutcheon και Mehul Malik, High-Dimensional Pixel Entanglement: Efficient Generation and Certification, Quantum 4, 376 (2020), arX2004.04994, arXXNUMX.
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-24-376
arXiv: 2004.04994

[17] Nicolai Friis, Giuseppe Vitagliano, Mehul Malik και Marcus Huber, Πιστοποίηση εμπλοκής από τη θεωρία στο πείραμα, Nat. Σεβ. Phys. 1, 72 (2019), arXiv:1906.10929.
https://doi.org/10.1038/s42254-018-0003-5
arXiv: 1906.10929

[18] Sebastian Ecker, Frédéric Bouchard, Lukas Bulla, Florian Brandt, Oskar Kohout, Fabian Steinlechner, Robert Fickler, Mehul Malik, Yelena Guryanova, Rupert Ursin και Marcus Huber, Overcoming Noise in Entanglement Distribution, Phys. Αναθ. X 9, 041042 (2019), arXiv:1904.01552.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.041042
arXiv: 1904.01552

[19] John F. Clauser, Michael A. Horne, Abner Shimony και Richard A. Holt, Proposed Experiment to Test Local Hidden-Variable Theories, Phys. Αναθ. Lett. 23, 880 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

[20] Matthias Fink, Ana Rodriguez-Aramendia, Johannes Handsteiner, Abdul Ziarkash, Fabian Steinlechner, Thomas Scheidl, Ivette Fuentes, Jacques Pienaar, Timothy C Ralph και Rupert Ursin, Πειραματική δοκιμή φωτονικής εμπλοκής σε επιταχυνόμενα πλαίσια αναφοράς. Commun. 8, 1 (2017), arXiv:1608.02473.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15304
arXiv: 1608.02473

[21] Juan Yin, Yuan Cao, Yu-Huai Li, Sheng-Kai Liao, Liang Zhang, Ji-Gang Ren, Wen-Qi Cai, Wei-Yue Liu, Bo Li, Hui Dai, Guang-Bing Li, Qi-Ming Lu, Yun-Hong Gong, Yu Xu, Shuang-Lin Li, Feng-Zhi Li, Ya-Yun Yin, Zi-Qing Jiang, Ming Li, Jian-Jun Jia, Ge Ren, Dong He, Yi-Lin Zhou, Xiao-Xiang Zhang, Na Wang, Xiang Chang, Zhen-Cai Zhu, Nai-Le Liu, Yu-Ao Chen, Chao-Yang Lu, Rong Shu, Cheng-Zhi Peng, Jian-Yu Wang και Jian-Wei Pan, με δορυφόρο κατανομή εμπλοκής σε 1200 χιλιόμετρα, Science 356, 1140 (2017a), arXiv:1707.01339.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aan3211
arXiv: 1707.01339

[22] Juan Yin, Yuan Cao, Yu-Huai Li, Ji-Gang Ren, Sheng-Kai Liao, Liang Zhang, Wen-Qi Cai, Wei-Yue Liu, Bo Li, Hui Dai, Ming Li, Yong-Mei Huang, Lei Deng , Li Li, Qiang Zhang, Nai-Le Liu, Yu-Ao Chen, Chao-Yang Lu, Rong Shu, Cheng-Zhi Peng, Jian-Yu Wang και Jian-Wei Pan, Κβαντικό εμπλοκής από δορυφόρο σε έδαφος Key Distribution, Phys. Αναθ. Lett. 119, 200501 (2017β).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.200501

[23] Sara Restuccia, Marko Toroš, Graham M. Gibson, Hendrik Ulbricht, Daniele Faccio και Miles J. Padgett, Photon Bunching in a Rotating Reference Frame, Phys. Αναθ. Lett. 123, 110401 (2019), arXiv:1906.03400.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.110401
arXiv: 1906.03400

[24] Viktor Dodonov, Πενήντα χρόνια του δυναμικού φαινομένου Casimir, Physics 2, 67 (2020).
https://doi.org/10.3390/physics2010007

[25] David Edward Bruschi, Ivette Fuentes και Jorma Louko, Voyage to Alpha Centauri: Entanglement degradation of cavity modes λόγω κίνησης, Phys. Rev. D 85, 061701(R) (2012), arXiv:1105.1875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.85.061701
arXiv: 1105.1875

[26] Nicolai Friis, Antony R. Lee, and Jorma Louko, Scalar, spinor, και πεδία φωτονίων υπό σχετικιστική κίνηση κοιλότητας, Φυσ. Αναθ. D 88, 064028 (2013), arXiv:1307.1631.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.88.064028
arXiv: 1307.1631

[27] Paul M. Alsing and Ivette Fuentes, Observer dependent enanglement, Class. Quantum Grav. 29, 224001 (2012), arXiv:1210.2223.
https://doi.org/10.1088/0264-9381/29/22/224001
arXiv: 1210.2223

[28] Nicolai Friis, Εμπλοκή τρόπου κοιλότητας στη σχετικιστική κβαντική πληροφορία, Ph.D. διατριβή, University of Nottingham (2013), arXiv:1311.3536.
arXiv: 1311.3536

[29] Christopher M. Wilson, Göran Johansson, Arsalan Pourkabirian, J. Robert Johansson, Timothy Duty, Franco Nori, and Per Delsing, Observation of the dynamical Casimir effect in a superconducting circuit, Nature 479, 376 (2011), arXiv:1105.4714.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature10561
arXiv: 1105.4714

[30] Marko Toroš, Sara Restuccia, Graham M. Gibson, Marion Cromb, Hendrik Ulbricht, Miles Padgett και Daniele Faccio, Αποκάλυψη και απόκρυψη εμπλοκής με μη αδρανειακή κίνηση, Φυσ. Rev. A 101, 043837 (2020), arXiv:1911.06007.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.043837
arXiv: 1911.06007

[31] Aitor Villar, Alexander Lohrmann, Xueliang Bai, Tom Vergoossen, Robert Bedington, Chithrabhanu Perumangatt, Huai Ying Lim, Tanvirul Islam, Ayesha Reezwana, Zhongkan Tang, Rakhitha Chandrasekara, Subash Sachidananda, Kadir Durak, Christoph F. DouglasLGriffer Oi, και Alexander Ling, Επίδειξη εμπλοκής σε νανο-δορυφόρο, Optica 7, 734 (2020), arXiv:2006.14430.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OPTICA.387306
arXiv: 2006.14430

[32] John W. Pratt and Jean D. Gibbons, Kolmogorov-Smirnov Two-Sample Tests, in Concepts of Nonparametric Theory. Springer Series in Statistics (Springer, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ, 1981) Κεφ. 7, σ. 318–344.
https://doi.org/10.1007/978-1-4612-5931-2_7

Αναφέρεται από

[1] Julius Arthur Bittermann, Matthias Fink, Marcus Huber και Rupert Ursin, «Non-inertial motion dependent enangled bell-state», arXiv: 2401.05186, (2024).

Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2024-02-15 22:49:42). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.

On Η υπηρεσία παραπομπής του Crossref δεν βρέθηκαν δεδομένα σχετικά με την αναφορά έργων (τελευταία προσπάθεια 2024-02-15 22:49:40).

Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους