这时,约翰·克劳泽 (John Clauser) 出现在了故事中:首先,当他还是哥伦比亚大学的研究生时,他发现了贝尔定理的一个修改版本,其中的不等式可以应用于实际实验(使用纠缠光子对和对各种极化方向的测量);然后在 1972 年,他与伯克利大学的 Stuart Freedman 一起进行了第一个实验,最终证明贝尔不等式被违反了 5 个标准差以上 [3]。这个实验使用灯来激发原子(激光时代之前!),是一个杰作,数据采集时间为 200 小时。克劳泽的结果后来由 Fry 和 Thompson 在 1976 年通过类似的实验证实。与此同时,从 1974 年开始,Alain Aspect 参与了一项计划,其中通过相对论论证来强制执行对中每个光子的偏振测量之间的独立性。在奥赛光学研究所进行的这些实验中,每个偏振器的设置都在随时间快速变化,因此两个检测通道之间不可能交换有关此设置的信息:在创建纠缠光子对之后,对光子偏振的测量基础的选择已经完成,局域性条件(这是贝尔定理的一个基本假设)成为爱因斯坦因果关系的结果,可防止任何超光速的影响。这导致了 1982 年发表的
2013 年至今 维也纳大学名誉教授 2004 年至今 奥地利科学院量子光学与量子信息研究所维也纳 IQOQI 高级科学家 2013 年 - 2022 年 奥地利科学院院长 2004 年 - 2013 年 奥地利科学院量子光学与量子信息研究所维也纳 IQOQI 创始主任 1999 年 - 2013 年 维也纳大学实验物理学教授 1990 年 - 1999 年 因斯布鲁克大学实验物理学教授 1988 年 - 1989 年 慕尼黑工业大学物理学教授 (Lehrstuhlvertretung) 1983 年 - 1990 年 维也纳工业大学副教授 1981 年 - 1983 年 麻省理工学院物理学副教授(访问) 1979 年 - 1983 年 维也纳原子研究所助理教授1972-1979 年在麻省理工学院中子衍射实验室担任研究员,师从 CG Shull 教授(1994 年诺贝尔奖获得者) 1972-1979 年在维也纳原子研究所担任研究助理,师从 Helmut Rauch 教授
格林伯格-霍恩-泽林格 (GHZ) 态 [1],也称为二组分薛定谔猫,在量子物理学的基础中发挥着至关重要的作用,更重要的是,它在容错量子计算等未来量子技术中起着重要作用 [2,3]。扩大 GHZ 态的尺寸和相干控制对于在高级计算任务中利用纠缠具有实际优势至关重要,但不幸的是,这带来了巨大的挑战,因为 GHZ 态易受噪声影响 [4,5]。在本文中,我们提出了一种创建、保存和操纵大规模 GHZ 纠缠的通用策略,并演示了一系列以高保真数字量子电路为基础的实验。对于初始化,我们采用可扩展协议来创建最多 60 个量子比特的真正纠缠的 GHZ 态,几乎是之前大小记录的两倍 [6]。为了实现保护,我们以全新的视角看待离散时间晶体 (DTC) [ 7 – 16 ],最初用于探索奇异的非平衡量子物质,并将 GHZ 状态嵌入到定制的猫疤痕 DTC [ 17 ] 的特征态中,以延长其寿命。为了实现操控,我们使用原位量子门切换 DTC 特征态,以修改 GHZ 保护的有效性。我们的发现为实现大规模纠缠的相干操作开辟了一条可行的途径,并进一步强调超导处理器是探索非平衡量子物质和新兴应用的有前途的平台。
Greenberger-Horne-Zeilinger(GHz)状态[1],也称为两个组成型Schr odinger猫,在量子物理学的基础上起着至关重要的作用,更具吸引力的将来的量子技术,例如容差量子量计算[2,3]。大小的扩大和GHz状态的连贯控制对于利用具有实际优势的先进计算任务中的纠缠至关重要,不幸的是,由于GHz国家容易受到噪声的攻击,这构成了巨大的挑战[4,5]。在这里,我们提出了一种一般策略,以创建,保存和操纵大规模的GHZ纠缠,并展示一系列由高层数字量子电路强调的经验。为初始化,我们采用可扩展协议来创建具有多达60个QUAT的真正纠缠的GHz状态,几乎使先前的大小记录翻了一番[6]。为了保护,我们对离散时间晶体(DTC)[7-16]采取了新的视角,最初是用于探索异国情调的非平衡量子问题,并将GHz状态嵌入量身定制的猫疤痕DTC [17]的特征状态[17]以延长其寿命。进行操作,我们用原位量子门切换DTC本征态以修改GHz保护的效果。我们的发现为大规模纠缠建立了一条可行的途径,并进一步强调了超导处理器,作为探索非平衡量子问题和新兴应用的有希望的平台。
摘要 - 生成长距离量子纠缠是支持量子通信和计算应用的量子网络的最重要功能之一。概率纠缠过程中成功的纠缠率随着距离而大大降低,而交换是一种解决此问题的广泛应用的量子技术。大多数现有的纠缠路由协议使用基于钟状状态测量的经典纠缠交换方法,只能融合两个成功的纠缠链接。本文呼吁一种更一般且有效的交换方法,即基于Greenberger-Horne-Zeilinger的N-融合,可以融合成功的纠缠链接,以最大程度地利用量子网络的多个量子 - 用户对的纠缠率。我们提出了利用N-融合的属性的效率纠缠路由算法,用于具有一般拓扑的量子网络。评估结果表明,与现有的算法相比,我们在N融合下提出的算法可以大大改善网络性能。索引项 - Quantum网络;纠缠路线; n-融合纠缠交换; Greenberger-Horne-Zeilinger(GHz)测量
N 量子比特系统的多体纠缠态。我们在本文中提出的实验方案基于一个新的可精确解的时间相关 N 量子比特模型。[33] 参考文献 [33] 具有更多的推测性,它的范围集中在一个时间相关的多体自旋模型的呈现上,该模型主要侧重于 N 量子比特之间设计的 N 向耦合的特性。在本文中,我们使用一个时间相关的模型,该模型经过量身定制,可以牢牢锚定在最适用于量子信息和计算的两个最突出的物理系统上:囚禁离子和超导量子比特。事实上,该模型的设计首先考虑了所有完善的协议,用于有效地再现涉及系统所有量子位的 N 体相互作用( N 向相互作用),无论是在囚禁离子 [34,35] 还是超导量子位系统 [36] 中;其次,能够在超导量子位的情况下仅执行单量子位操作 [36],并在囚禁离子的情况下通过扫描隧道显微镜 (STM) 技术,原则上随意将有效的时间相关场施加到一个量子位上。[37–39]
这正是Zhu等人的结果。有参考。[20]。他们提出了一种设置来增加GHz状态的大小,而不增加实验设置中的光学元素数量。光子纠缠在极化中,但没有在空间路径中区分它们[21,22],而是通过频率区分。该提案中的关键要素是微环共振器(MRR),它允许具有100秒尖锐线的频率梳理,并在大量的频率箱之间建立相关性[19,23,24]。在这项令人印象深刻的新技术中,由于在微型环谐振器内部自发的四波混合过程中保存能量,因此创建了围绕泵激光光谱模式的完全相关的光子对,如图1(b)。
许多量子态制备方法依赖于耗散量子态初始化和随后的幺正演化到所需目标状态的组合。在这里,我们展示了量子测量作为量子态制备的附加工具的实用性。从纯可分离多部分状态开始,控制序列(包括旋转、通过单轴扭曲的自旋压缩、量子测量和后选择)生成高度纠缠的多部分状态,我们将其称为投影压缩 (PS) 状态。然后,通过优化方法,我们确定了最大化 PS 状态与最大纠缠 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 状态重叠保真度所需的参数。与仅通过单轴扭曲的幺正演化进行准备相比,该方法可显著减少 GHZ 状态的状态准备时间,从而成功实现后选择结果。