무중력 비행 중 광자 얽힘

무중력 비행 중 광자 얽힘

율리우스 아서 비터만1,2, 루카스 불라1,3, 세바스티안 에커1,3, 세바스찬 필립 노이만1,3, 마티아스 핀크1,3, 마틴 보만1,3, 니콜라이 프리스2,1, 마커스 후버2,1루퍼트 어신1,3

1양자 광학 및 양자 정보 연구소 – 오스트리아 과학 아카데미, IQOQI Vienna, Boltzmanngasse 3, 1090 Vienna, Austria
2Atominstitut, Technische Universität Wien, Stadionallee 2, 1020 비엔나, 오스트리아
3현재 주소: Quantum Technology Laboratories GmbH, Clemens-Holzmeister-Straße 6/6, 1100 Vienna, Austria

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추상

양자 기술은 극한 조건에서 근본적인 양자 현상을 테스트할 수 있을 정도로 성숙해졌습니다. 특히, 현대 양자 정보 이론의 초석인 얽힘은 다양한 불리한 환경에서도 강력하게 생성되고 검증될 수 있습니다. 우리는 이러한 테스트를 더 진행하고 $S=-1.8$에서 $-2.6202$ 사이의 Bell-CHSH 매개변수를 사용하여 Bell 위반을 지속적으로 관찰하면서 포물선 비행 중에 2.7323g의 미세 중력에서 초중력으로 전환하는 고품질 Bell 실험을 구현합니다. 평균 $overline{S} = -2.680$, 평균 표준 편차 $overline{Delta S} = 0.014$. 이 위반은 균일 가속도와 불균일 가속도의 영향을 받지 않습니다. 이 실험은 우주 기반 응용을 위한 현재 양자 통신 플랫폼의 안정성을 보여주고 비관성 운동과 양자 정보의 상호 작용을 테스트하기 위한 중요한 기준점을 추가합니다.

얽힘은 어떤 의미에서는 어떤 형태의 고전적 상관관계보다 더 강력하거나 오히려 더 다재다능하고 현대 양자 기술의 핵심인 두 양자 시스템 사이의 상관관계 형태입니다. 더욱이, 이 양자 특징은 소위 "국소적 실재론"에 관한 우리의 직관에 혼란을 야기합니다. 즉, 멀리 있는 물체의 측정은 독립적이므로 "국소적으로" 수행될 수 있고 그 결과는 측정과 관계없이 "현실"을 갖는다는 개념입니다. 그 자체. 실제로 최근 70년 노벨 물리학상으로 인정받은 80년대, 90년대, 2022년대의 실험은 얽힘이 소위 벨 부등식의 위반으로 이어질 수 있다는 것을 성공적으로 입증했습니다. 이는 자연이 완전히 설명될 수 있다면 충족되어야 할 것입니다. 지역 현실주의적 관점을 지닌다.

그럼에도 불구하고 오랫동안 얽힘의 생성과 검증은 기술적으로 어려운 것으로 간주되었으며 종종 깨지기 쉽고 쉽게 교란되는 광학 설정에 의존했습니다. 동시에 얽힘은 양자 통신의 핵심 요소 중 하나로 등장했으며 많은 초기 양자 기술의 초석을 형성합니다. 여기서 우리는 얽힘 기반 양자 기술의 기술이 어디까지 왔는지, 그리고 불리한 조건에 직면했을 때 얼마나 탄력적인 설정이 가능한지 보여주는 실험을 제시합니다. 우리는 상업용 항공기에 Bell 테스트용 설정을 구축 및 설치하고 지속적으로 측정했습니다. 수십 번의 포물선 비행 동작에 걸쳐 강력한 벨 부등식 위반이 발생했습니다. 우리는 꾸준한 비행에서 지구 표면의 중력의 거의 두 배에 달하는 강한 가속에 이르기까지 다양한 가속 수준 사이의 이러한 전환조차도 얽힘의 강도에 영향을 미치지 않는다는 것을 보여줍니다.

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인용

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위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2024-02-15 22:49:42). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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