無重力飛行中の光子もつれ

無重力飛行中の光子もつれ

ジュリアス・アーサー・ビッターマン1,2, ルーカス・ブラ1,3, セバスチャン・エッカー1,3, セバスチャン・フィリップ・ノイマン1,3, マティアス・フィンク1,3, マーティン・ボーマン1,3, ニコライ・フリース2,1, マーカスフーバー2,1, ルパート・アーシン1,3

1Institute for Quantum Optics and Quantum Information – IQOQIウィーン、オーストリア科学アカデミー、Boltzmanngasse 3、1090ウィーン、オーストリア
2Atominstitut、TechnischeUniversitätWien、Stadionallee 2、1020ウィーン、オーストリア
3現在の住所: Quantum Technology Laboratories GmbH、Clemens-Holzmeister-Straße 6/6、1100 Vienna、Austria

この論文を興味深いと思うか、議論したいですか? SciRateを引用するかコメントを残す.

抽象

量子技術は、極限条件下で基本的な量子現象をテストできるまでに成熟しました。具体的には、現代の量子情報理論の基礎であるもつれは、さまざまな不利な環境においても堅牢に生成および検証できます。これらのテストをさらに進めて、Bell-CHSH パラメータが $S=-1.8$ から $-2.6202$ の間でベル違反を継続的に観察しながら、微小重力から 2.7323 g の超重力に移行する放物線飛行中に高品質のベル実験を実装します。平均は $overline{S} = -2.680$、平均標準偏差は $overline{Delta S} = 0.014$ です。この違反は、均一加速と不均一加速の両方の影響を受けません。この実験は、宇宙ベースのアプリケーション向けの現在の量子通信プラットフォームの安定性を実証し、非慣性運動と量子情報の相互作用をテストするための重要な基準点を追加します。

もつれは、70 つの量子システム間の相関の形式であり、ある意味、古典的な相関の形式よりも強力、またはむしろ汎用性があり、現代の量子技術の中心にあります。さらに、この量子の特徴は、いわゆる「局所的実在論」に関する私たちの直観に大混乱をもたらします。つまり、遠く離れた物体の測定は独立しているため「局所的」に実行でき、その結果は測定とは無関係に「現実性」を持つという概念です。自体。実際、80 年のノーベル物理学賞で最近認められた 90 年代、2022 年代、XNUMX 年代の実験は、もつれがいわゆるベル不等式の違反につながる可能性があることを実証することに成功しました。この不等式は、自然が完全に記述できる場合には満たされる必要があります。ローカルリアリストの視点で。

それにも関わらず、長い間、エンタングルメントの作成と検証は技術的に難しいと考えられており、多くの場合、壊れやすく妨害されやすい光学セットアップに依存していました。同時に、もつれは量子通信の中心的な要素の 1 つとして浮上し、多くの初期の量子技術の基礎を形成しています。ここでは、もつれベースの量子技術の技術がどこまで進んでいるのか、そして悪条件に直面してもセットアップがどのように回復力を発揮できるかを示す実験を紹介します。ベルテスト用のセットアップを構築して民間航空機に設置し、継続的に測定しました。一連の数十回の放物線飛行操作を通じて、強いベル不等式違反が発生しました。我々は、定常飛行から地表の重力のほぼ2倍の強い加速に至るまで、さまざまなレベルの加速度の間でのこうした遷移でさえ、絡み合いの強さに影響を与えないことを示した。

►BibTeXデータ

►参照

【1] Stuart J. Freedman および John F. Clauser、局所隠れ変数理論の実験的テスト、Phys.レット牧師。 28、938 (1972)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.28.938

【2] Alain Aspect、Philippe Grangier、および Gérard Roger、ベルの定理による現実的な局所理論の実験的テスト、物理学。レット牧師。 47、460 (1981)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.47.460

【3] アラン・アスペクト、フィリップ・グランジェ、ジェラール・ロジェ、アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン・ボームの実験的実現 Gedankenexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities、Phys.レット牧師。 49、91 (1982a)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.91

【4] Alain Aspect、Jean Dalibard、および Gérard Roger、時変アナライザーを使用したベルの不等式の実験的テスト、Phys.レット牧師。 49、1804年(1982b)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.49.1804

【5] Gregor Weihs、Thomas Jennewein、Christoph Simon、Harald Weinfurter、および Anton Zeilinger、厳密なアインシュタインの局所条件下でのベルの不等式の違反、Phys.レット牧師。 81、5039 (1998)、arXiv:quant-ph/9810080。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.5039
arXiv:quant-ph / 9810080

【6] LK シャルム、E. マイヤー-スコット、BG クリステンセン、P. ビアホルスト、MA ウェイン、MJ スティーブンス、T. ゲリッツ、S. グランシー、DR ハメル、MS オールマン、KJ コークリー、SD ダイアー、C. ホッジ、AE リタ、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、および SW Nam、ローカル リアリズムの強力な抜け穴のないテスト、Phys.レット牧師。 115、250402 (2015)、arXiv:1511.03189。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250402
arXiv:1511.03189

【7] B. ヘンセン、H. ベルニアン、A.E. ドレオー、A. ライザーラー、N. カルブ、MS ブロック、J. ルイテンバーグ、RFL フェルミューレン、RN スハウテン、C. アベラン、W. アマヤ、V. プルネリ、M.W. ミッチェル、M. マーカム、DJ Twitchen、D. Elkouss、S. Wehner、TH Taminiau、および R. Hanson、1.3 キロメートル離れた電子スピンを使用した抜け穴のないベルの不等式違反、Nature 526、682 (2015)、arXiv:1508.05949。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / nature15759
arXiv:1508.05949

【8] Marissa Giustina、Marijn AM Versteegh、SörenWengerowsky、Johannes Handsteiner、Armin Hochrainer、Kevin Phelan、Fabian Steinlechner、Johannes Kofler、Jan-ÅkeLarsson、CarlosAbellán、Waldimar Amaya、Valerio Pruneri、Morgan W. Mitchell、Jörn Adriana E. Lita、Lynden K. Shalm、Sae Woo Nam、Thomas Scheidl、Rupert Ursin、Bernhard Wittmann、およびAnton Zeilinger、エンタングルドフォトンを使用したベルの不等式の重要な抜け穴のないテスト、Phys。 レット牧師115、250401(2015)、arXiv:1511.03190。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250401
arXiv:1511.03190

【9] ニコライ・フリース、オリバー・マーティ、クリスティン・マイヤー、コーネリアス・ヘンペル、ミラン・ホルザプフェル、ペタル・ユルセビッチ、マーティン・B・プレニオ、マーカス・フーバー、クリスチャン・ルース、レイナー・ブラット、ベン・ラニオン、20量子ビットシステムのもつれ状態の観察、物理学。 Rev. 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、および Jian-Wei Pan、超伝導量子プロセッサ上の本物の 12 量子ビットもつれ、Phys. レット牧師。 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、および Thomas Monz、コンパクト イオン トラップ量子コンピューティング デモンストレータ、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、および Lloyd CL Hollenberg、65 量子ビット超伝導量子コンピューターにおけるデバイス全体のもつれ、Adv. 量子技術。 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-Chen 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、および Jian-Wei Pan、18 光子の 120 自由度による 260502 量子ビットのもつれ、物理学。 レット牧師。 2018、1801.04043 (XNUMX)、arXiv:XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.260502
arXiv:1801.04043

【14] Jessica Bavaresco、Natalia Herrera Valencia、ClaudeKlöckl、Matej Pivoluska、Paul Erker、Nicolai Friis、Mehul Malik、Marcus Huber、高次元の絡み合いを証明するには、14つのベースでの測定で十分です。 物理学1032、2018(1709.07344)、arXiv:XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / s41567-018-0203-z
arXiv:1709.07344

【15] James Schneeloch、Christopher C. Tison、Michael L. Fanto、Paul M. Alsing、および Gregory A. Howland、68 億次元の量子状態空間におけるもつれの定量化、Nat.共通。 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、Mehul Malik、高次元ピクセルエンタングルメント: 効率的な生成と認証、Quantum 4、376 (2020)、arXiv:2004.04994。
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-12-24-376
arXiv:2004.04994

【17] ニコライ・フリース、ジュゼッペ・ヴィタリアーノ、メフル・マリク、マーカス・フーバー、理論から実験へのエンタングルメント認証、Nat。 牧師物理学。 1、72(2019)、arXiv:1906.10929。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-018-0003-5
arXiv:1906.10929

【18] Sebastian Ecker、FrédéricBouchard、Lukas Bulla、Florian Brandt、Oskar Kohout、Fabian Steinlechner、Robert Fickler、Mehul Malik、Yelena Guryanova、Rupert Ursin、Marcus Huber、エンタングルメント分布のノイズの克服、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 Shimany、Richard A. Holt、「局所隠れ変数理論をテストするための実験提案」、Phys.レット牧師。 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、および Rupert Ursin、加速基準系におけるフォトニックもつれの実験テスト、Nat。共通。 8、1 (2017)、arXiv:1608.02473。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / ncomms15304
arXiv:1608.02473

【21] ジュアン・イン、ユアン・カオ、ユー・フアイ・リー、シェン・カイ・リャオ、リャン・チャン、ジー・ガン・レン、ウェン・チー・カイ、ウェイ・ユエ・リウ、ボー・リー、ホイ・ダイ、グアン・ビン・リー、チー・ミン・ルー、 Yun-Hong Gong、Yu Xu、Shuang-Lin Li、Feng-Zhi Li、Ya-Yun ying、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、および Jian-Wei Pan、衛星ベース1200 キロメートルにわたるもつれの分布、Science 356、1140 (2017a)、arXiv:1707.01339。
https:/ / doi.org/ 10.1126 / science.aan3211
arXiv:1707.01339

【22] ジュアン・イン、ユアン・カオ、ユー・フアイ・リー、ジー・ガン・レン、シェン・カイ・リャオ、リャン・チャン、ウェン・チー、ウェイ・ユエ・リウ、ボー・リー、ホイ・ダイ、ミン・リー、ヨンメイ・ファン、レイ・デン、Li Li、Qiang Zhang、Nai-Le Liu、Yu-Ao Chen、Chao-Yang Lu、Rong Shu、Cheng-Zhi Peng、Jian-Yu Wang、および Jian-Wei Pan、衛星から地上へのもつれベースの量子鍵配布、物理学。レット牧師。 119、200501 (2017b)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.200501

【23] Sara Restuccia、Marko Toroš、Graham M. Gibson、Hendrik Ulbricht、Daniele Faccio、および Miles J. Padgett、Photon Bunching in a Rotating Reference Frame、Phys.レット牧師。 123、110401 (2019)、arXiv:1906.03400。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.110401
arXiv:1906.03400

【24] ヴィクトル・ドドノフ、動的カシミール効果の 2 年、物理学 67、2020 (XNUMX)。
https:/ / doi.org/ 10.3390/ physics2010007

【25] David Edward Bruschi、Ivette Fuentes、Jorma Louko、「アルファ ケンタウリへの航海: 動きによる空洞モードのもつれ劣化」、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、Jorma Louko、相対論的空洞運動下のスカラー、スピノル、および光子場、Phys. Rev. D 88、064028 (2013)、arXiv:1307.1631。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.88.064028
arXiv:1307.1631

【27] Paul M. Alsing と Ivette Fuentes、オブザーバー依存エンタングルメント、クラス。量子重力29、224001 (2012)、arXiv:1210.2223。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​29/​22/​224001
arXiv:1210.2223

【28] Nicolai Friis、相対論的量子情報における空洞モードもつれ、博士号論文、ノッティンガム大学 (2013)、arXiv:1311.3536。
arXiv:1311.3536

【29] Christopher M. Wilson、Göran Johansson、Arsalan Pourkabirian、J. Robert Johansson、Timothy Duty、Franco Ori、および Per Delsing、超伝導回路における動的カシミール効果の観察、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、および Daniele Faccio、非慣性運動とのもつれの解明と隠蔽、Phys. Rev. A 101、043837 (2020)、arXiv:1911.06007。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.043837
arXiv:1911.06007

【31] アイトール・ヴィラール、アレクサンダー・ローマン、シュエリアン・バイ、トム・ヴァーグーセン、ロバート・ベディントン、チトラバヌ・ペルマンガット、フアイ・イン・リム、タンヴィルル・イスラム、アイーシャ・リーズワナ、ゾンカン・タン、ラキタ・チャンドラセカラ、スバシュ・サチダナンダ、カディル・デュラック、クリストフ・F・ヴィルトフォイヤー、ダグラス・グリフィン、ダニエル・KL Oi と Alexander Ling、超小型衛星に搭載されたエンタングルメント デモンストレーション、Optica 7、734 (2020)、arXiv:2006.14430。
https:/ / doi.org/ 10.1364 / OPTICA.387306
arXiv:2006.14430

【32] John W. Pratt および Jean D. Gibbons、コルモゴロフ-スミルノフの 1981 サンプル検定、ノンパラメトリック理論の概念。統計におけるシュプリンガー シリーズ (米国ニューヨーク州ニューヨーク州シュプリンガー、7 年) 第 318 章344、XNUMX〜XNUMXページ。
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-1-4612-5931-2_7

によって引用

[1] Julius Arthur Bittermann、Matthias Fink、Marcus Huber、および Rupert Ursin、「非慣性運動依存のもつれベル状態」、 arXiv:2401.05186, (2024).

上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2024-02-15 22:49:42)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

On Crossrefの被引用サービス 作品の引用に関するデータは見つかりませんでした(最後の試行2024-02-15 22:49:40)。

タイムスタンプ:

より多くの 量子ジャーナル