利用弱测量及相应的可逆操作,从理论上研究了量子纠缠态的可逆过程,基于单光子反转理论,提出二体反转操作协议,并将其扩展到量子通信信道中。理论结果表明,该协议在传输路径上经过弱测量和可逆测量及后续过程后,不会中断信息传输,可以将扰动后的纠缠强度演化反转回原始状态。在不同弱测量强度下,该协议都能完美地反转扰动后的量子纠缠系统,在此过程中通过弱测量操作可以从量子系统获得用信息增益所描述的经典信息。另一方面,为了实现完全可逆性,量子纠缠系统的经典信息在反转过程中必须遵循本文提出的有限范围。
纠缠见证 (EW) [4] 为纠缠检测提供了重要的可行方法,且不需要量子态的全部信息。EW 是厄米算子,其所有可分离态的平均值都是非负的,但对于至少一个纠缠态可以为负。[5] 证明,任何纠缠态都可以被至少一个 EW 检测到。然而,对于未知的纠缠态,构造相应的 EW 通常非常困难。针对某些特定的纠缠态,已经提出了几种 EW 构造方法,例如 [6, 7]。EW 还可用于量化纠缠 [8] 和设计独立于测量设备的纠缠检测方法 [9]。EW 的实验设备也已在不同的物理系统中实现 [10, 11]。
通过光子交换使具有不同特性的量子系统纠缠是构建未来量子网络的先决条件。证明在不同波长下工作的光的量子存储器之间存在纠缠进一步推动了这一目标的实现。在这里,我们报告了一系列实验,其中铥掺杂晶体用作 794 nm 光子的量子存储器,铒掺杂光纤用作 1535 nm 电信波长光子的量子存储器,以及通过自发参量下转换产生的光子对源。通过对从两个存储器重新发射后的光子进行表征,我们发现非经典相关性,其互相关系数为 g (2) 12 = 53 ± 8;纠缠保持存储的输入输出保真度为 F IO ≈ 93 ± 2%;和非局域性,违反了 Clauser-Horne-Shimony-Holt Bell 不等式,其中 S = 2 . 6 ± 0 . 2。我们的原理验证实验表明,纠缠在通过以不同波长工作的不同固态量子存储器传播时仍然存在。
在从头算电子结构模拟中,费米子到量子比特的映射表示从费米子问题到量子比特问题的初始编码步骤。这项工作引入了一种物理启发的映射构建方法,可在模拟感兴趣的状态时显着简化纠缠要求。电子激发的存在驱动了我们映射的构建,从而减少了量子比特空间中目标状态的相关性。为了对我们的方法进行基准测试,我们模拟了小分子的基态,并观察到与使用传统映射的先前研究中的经典和量子变分方法相比,我们的性能有所增强。特别是在量子方面,我们的映射需要减少纠缠层数量,以实现 LiH、H 2 、( H 2 ) 2 、H ̸= 4 拉伸和苯的 π 系统的精度,使用 RY 硬件高效的假设。此外,我们的映射还为 N 2 分子的密度矩阵重正化群算法提供了增强的基态模拟性能。
† M. Blasone、S. De Siena、G. Lambiase、C. Matrella 和 BM,“树级 QED 过程中的完全互补关系”,[arXiv:2402.09195 [quant-ph]]。
在潜在的长距离上分发纠缠状态为量子通信和量子加密中许多协议提供了关键资源。理想情况下,应该以预言的方式实施。从四个单光子状态开始,我们在正交极性izations中级联两个单光子路径键入状态,以在单个量子中继器链接结构中分发和先驱极化纠缠。通过调整输入状态以最大程度地减少(本地)损失,理论上可以实现的忠诚度在没有选择后方法1的情况下,同时牺牲了先驱率。我们实现了选择后的目标状态超过95%的目标状态,为实验控制提供了基准,并允许首次演示与设备无关的量子键分布架构,能够在相关距离上运行。我们表明,没有选择后量表的预言状态的忠诚度也可以预测,并确定了特定于该体系结构的各种实际挑战和错误来源,并将其对生成状态的影响建模。我们的实验使用基于自发参数下调的概率光子对来源,但其中许多问题也与使用确定性光子源的变体有关。
我们描述了一种完整的方法,用于精确研究附近两个量子质量之间的重力相互作用。由于这些质量的位移比其中心之间的初始分离小得多,因此位移与分离比是一个纳特参数,可以扩展引力范围。我们表明,仅当系统演变为非高斯状态时,即至少在至少扩展到立方术语时,在这种实验中的范围对INILIAL相对动量敏感。表现出了力梯度作为位置摩托米相关性的主要贡献者的关键作用。 我们为纠缠增益建立了封闭形式的表达,这表明立方术语的贡献与动量成正比,而四分之一的术语与动量平方成正比。 从量子信息的角度来看,结果发现应用是非高斯纠缠的动量见证人。 我们的方法用途广泛,并适用于任何数量的中央交互。表现出了力梯度作为位置摩托米相关性的主要贡献者的关键作用。我们为纠缠增益建立了封闭形式的表达,这表明立方术语的贡献与动量成正比,而四分之一的术语与动量平方成正比。从量子信息的角度来看,结果发现应用是非高斯纠缠的动量见证人。我们的方法用途广泛,并适用于任何数量的中央交互。
在某些特殊情况下,例如在黑洞附近或在统一加速的框架中,真空闪光似乎产生了有限的温度环境。目前没有实验性确认的这种效果可以解释为在未观察到的区域中追踪真空模式后,可以解释为量子纠缠的表现。在这项工作中,我们确定了一类实验可访问的量子系统,其中热密度矩阵从真空纠缠中出现。我们表明,在晶格上或连续体上,嵌入了D维间dirac fermion真空中嵌入的低维子系统的密度矩阵降低,相对于低维迪拉克汉密尔顿的较低维度。引人注目的是,我们表明真空纠缠甚至可以共同使在零温度下的间隙系统的子系统显示为热无间隙系统。我们在冷原子量子模拟器中提出了混凝土实验,以观察真空 - 键入诱导的热状态。