Keterikatan Fotonik Selama Penerbangan Zero-g

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Julius Arthur Bittermann^1,2, Lukas Bulla^1,3, Sebastian Ecker^1,3, Sebastian Phillip Neumann^1,3, Matthias Fink^1,3, Martin Bohmann^1,3, Nicolai Friis^2,1, Marcus Huber^2,1, dan Rupert Ursin^1,3

¹Institute for Quantum Optics and Quantum Information - IQOQI Wina, Akademi Ilmu Pengetahuan Austria, Boltzmanngasse 3, 1090 Wina, Austria
²Atominstitut, Technische Universität Wien, Stadionallee 2, 1020 Wina, Austria
³alamat sekarang: Quantum Technology Laboratories GmbH, Clemens-Holzmeister-Straße 6/6, 1100 Wina, Austria

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Teknologi kuantum telah matang hingga kita dapat menguji fenomena kuantum mendasar dalam kondisi ekstrem. Secara khusus, keterjeratan, yang merupakan landasan teori informasi kuantum modern, dapat diproduksi dan diverifikasi dengan kuat di berbagai lingkungan yang merugikan. Kami melakukan pengujian ini lebih jauh dan menerapkan eksperimen Bell berkualitas tinggi selama penerbangan parabola, bertransisi dari gayaberat mikro ke gayaberat hiper sebesar 1.8 g sambil terus mengamati pelanggaran Bell, dengan parameter Bell-CHSH antara $S=-2.6202$ dan $-2.7323$, rata-rata $overline{S} = -2.680$, dan deviasi standar rata-rata $overline{Delta S} = 0.014$. Pelanggaran ini tidak terpengaruh baik oleh percepatan seragam maupun tidak seragam. Eksperimen ini menunjukkan stabilitas platform komunikasi kuantum saat ini untuk aplikasi berbasis ruang angkasa dan menambahkan titik referensi penting untuk menguji interaksi gerak non-inersia dan informasi kuantum.

Keterikatan fotonik selama penerbangan zero-g PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Gambar unggulan: Pengaturan dipasang di pesawat.

Ringkasan populer

Keterikatan adalah suatu bentuk korelasi antara dua sistem kuantum yang, dalam arti tertentu, lebih kuat, atau lebih tepatnya, lebih serbaguna daripada bentuk korelasi klasik apa pun dan merupakan inti dari teknologi kuantum modern. Selain itu, fitur kuantum ini mendatangkan malapetaka pada intuisi kita mengenai apa yang disebut “realisme lokal”: gagasan bahwa pengukuran objek yang jauh bersifat independen dan dengan demikian dapat dilakukan “secara lokal” dan bahwa hasilnya memiliki “realitas” yang independen dari pengukuran. diri. Memang benar, eksperimen pada tahun 70an, 80an, dan 90an, yang baru-baru ini diakui oleh Hadiah Nobel Fisika tahun 2022, berhasil menunjukkan bahwa keterjeratan dapat mengarah pada pelanggaran terhadap apa yang disebut ketidaksetaraan Bell, yang harus dipenuhi jika alam dapat dijelaskan sepenuhnya. dengan pandangan realis lokal.

Untuk waktu yang lama, pembuatan dan verifikasi keterjeratan dianggap sebagai tantangan teknologi, seringkali mengandalkan pengaturan optik yang rapuh dan mudah diganggu. Pada saat yang sama, keterjeratan telah muncul sebagai salah satu bahan utama komunikasi kuantum dan menjadi landasan bagi banyak teknologi kuantum yang baru lahir. Di sini, kami menyajikan eksperimen yang menunjukkan sejauh mana kemajuan teknologi kuantum berbasis keterjeratan dan seberapa tangguh penyiapan dalam menghadapi kondisi buruk: kami membuat dan memasang penyiapan untuk pengujian Bell pada pesawat komersial dan terus melakukan pengukuran. pelanggaran ketidaksetaraan lonceng yang kuat di seluruh rangkaian beberapa lusin manuver penerbangan parabola. Kami menunjukkan bahwa bahkan transisi antara berbagai tingkat percepatan, mulai dari penerbangan stabil hingga percepatan kuat yang hampir dua kali lipat tarikan gravitasi di permukaan Bumi, tidak berpengaruh pada kekuatan belitan.

► data BibTeX

@article{Bittermann2024photonic, doi = {10.22331/q-2024-02-15-1256}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-02-15-1256}, title = {Keterikatan fotonik selama penerbangan zero-g}, penulis = {Bittermann, Julius Arthur dan Bulla, Lukas dan Ecker, Sebastian dan Neumann, Sebastian Philipp dan Fink, Matthias dan Bohmann, Martin dan Friis, Nicolai dan Huber, Marcus dan Ursin, Rupert}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, penerbit = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {8}, halaman = {1256 }, bulan = feb, tahun = {2024} }

► Referensi

[1] Stuart J. Freedman dan John F. Clauser, Uji Eksperimental Teori Variabel Tersembunyi Lokal, Phys. Pendeta Lett. 28, 938 (1972).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.28.938

[2] Alain Aspect, Philippe Grangier, dan Gérard Roger, Uji Eksperimental Teori Lokal Realistis melalui Teorema Bell, Phys. Pendeta Lett. 47, 460 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.47.460

[3] Alain Aspect, Philippe Grangier, dan Gérard Roger, Realisasi Eksperimental eksperimen Gedanken Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm: Pelanggaran Baru terhadap Ketimpangan Bell, Phys. Pendeta Lett. 49, 91 (1982a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.91

[4] Alain Aspect, Jean Dalibard, dan Gérard Roger, Uji Eksperimental Pertidaksamaan Bell Menggunakan Penganalisis Bervariasi Waktu, Phys. Pendeta Lett. 49, 1804 (1982b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.1804

[5] Gregor Weihs, Thomas Jennewein, Christoph Simon, Harald Weinfurter, dan Anton Zeilinger, Pelanggaran Ketimpangan Bell dalam Kondisi Lokalitas Einstein yang Ketat, Phys. Pendeta 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, dan SW Nam, Uji Realisme Lokal Bebas Celah yang Kuat, Phys. Pendeta 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, dan R. Hanson, Pelanggaran ketimpangan Bell bebas celah menggunakan putaran elektron yang dipisahkan sejauh 1.3 kilometer, 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 W.Mitchell, Jörn Beyer, Thomas Gerrits, Adriana E. Lita, Lynden K. Shalm, Sae Woo Nam, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Bernhard Wittmann, dan Anton Zeilinger, Uji Signifikan-Loophole-Free dari Teorema Bell dengan Entangled Foton, Phys. Pdt. 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, dan Ben Lanyon, Pengamatan Negara-negara yang Terlibat dalam Sistem 20-Qubit yang Terkendali Penuh, Phys . Pdt. 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, dan Jian-Wei Pan, Keterikatan 12-Qubit Asli pada Prosesor Kuantum Superkonduktor, Phys. Pendeta 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, dan Thomas Monz, Demonstrator Komputasi Kuantum Perangkap Ion Ringkas, PRX Quantum 2 , 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, dan Lloyd CL Hollenberg, Keterikatan Seluruh Perangkat dalam Komputer Kuantum Superkonduktor 65-Qubit, Adv. Teknologi Kuantum. 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, dan Jian-Wei Pan, Keterikatan 18-Qubit dengan Tiga Derajat Kebebasan Enam Foton, Phys. Pendeta 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, dan Marcus Huber, Pengukuran dalam dua basis cukup untuk mensertifikasi keterikatan dimensi tinggi, 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, dan Gregory A. Howland, Mengukur keterjeratan dalam ruang keadaan kuantum 68 miliar dimensi, Nat. Komunitas. 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, dan Mehul Malik, Keterikatan Piksel Dimensi Tinggi: Pembuatan dan Sertifikasi yang Efisien, Quantum 4, 376 (2020), arXiv:2004.04994.
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-24-376
arXiv: 2004.04994

[17] Nicolai Friis, Giuseppe Vitagliano, Mehul Malik, dan Marcus Huber, Sertifikasi Keterikatan Dari Teori hingga Eksperimen, Nat. Pdt. 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, dan Marcus Huber, Mengatasi Kebisingan dalam Distribusi Keterikatan, Phys. Rev. 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, dan Richard A. Holt, Mengusulkan Eksperimen untuk Menguji Teori Variabel Tersembunyi Lokal, Phys. Pendeta 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, dan Rupert Ursin, Uji eksperimental keterikatan fotonik dalam kerangka acuan yang dipercepat, Nat. Komunitas. 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, dan Jian-Wei Pan, berbasis satelit distribusi keterjeratan sepanjang 1200 kilometer, 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, dan Jian-Wei Pan, Kuantum Berbasis Keterjeratan Satelit-ke-Bumi Distribusi Kunci, Fis. Pendeta Lett. 119, 200501 (2017b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.200501

[23] Sara Restuccia, Marko Toroš, Graham M. Gibson, Hendrik Ulbricht, Daniele Faccio, dan Miles J. Padgett, Pengelompokan Foton dalam Bingkai Referensi Berputar, Phys. Pendeta Lett. 123, 110401 (2019), arXiv:1906.03400.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.110401
arXiv: 1906.03400

[24] Viktor Dodonov, Lima Puluh Tahun Efek Casimir Dinamis, Fisika 2, 67 (2020).
https:///doi.org/10.3390/physics2010007

[25] David Edward Bruschi, Ivette Fuentes, dan Jorma Louko, Voyage to Alpha Centauri: Degradasi keterikatan mode rongga karena gerakan, Phys. Pdt.D 85, 061701(kanan) (2012), arXiv:1105.1875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.85.061701
arXiv: 1105.1875

[26] Nicolai Friis, Antony R. Lee, dan Jorma Louko, Bidang skalar, spinor, dan foton di bawah gerakan rongga relativistik, Phys. Pdt.D 88, 064028 (2013), arXiv:1307.1631.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.88.064028
arXiv: 1307.1631

[27] Paul M. Alsing dan Ivette Fuentes, Keterikatan yang bergantung pada pengamat, Kelas. Gravasi Kuantum. 29, 224001 (2012), arXiv:1210.2223.
https://doi.org/10.1088/0264-9381/29/22/224001
arXiv: 1210.2223

[28] Nicolai Friis, Keterikatan mode rongga dalam informasi kuantum relativistik, Ph.D. tesis, Universitas Nottingham (2013), arXiv:1311.3536.
arXiv: 1311.3536

[29] Christopher M. Wilson, Göran Johansson, Arsalan Pourkabirian, J. Robert Johansson, Timothy Duty, Franco Nori, dan Per Delsing, Pengamatan efek dinamis Casimir dalam rangkaian superkonduktor, 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, dan Daniele Faccio, Mengungkap dan menyembunyikan keterikatan dengan gerak noninersia, Phys. Pdt.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. Wildfeuer, Douglas Griffin, Daniel KL Oi, dan Alexander Ling, Demonstrasi keterjeratan di atas satelit nano, Optica 7, 734 (2020), arXiv:2006.14430.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OPTICA.387306
arXiv: 2006.14430

[32] John W. Pratt dan Jean D. Gibbons, Tes Dua Sampel Kolmogorov-Smirnov, dalam Konsep Teori Nonparametrik. Seri Springer dalam Statistik (Springer, New York, NY, USA, 1981) Bab. 7, hal.318–344.
https://doi.org/10.1007/978-1-4612-5931-2_7

Dikutip oleh

[1] Julius Arthur Bittermann, Matthias Fink, Marcus Huber, dan Rupert Ursin, “Keadaan Bell terjerat yang bergantung pada gerakan non-inersia”, arXiv: 2401.05186, (2024).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2024-02-15 22:49:42). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2024-02-15 22:49:40).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.