引力猫态,引力场充当着一个环境,其中宏观物体(类似于薛定谔的猫)以不同引力态的叠加存在。这些状态不仅具有理论意义,而且也为实验探索带来了希望,为研究引力和量子力学的相互作用打开了独特的窗口 [6,7]。从历史上看,围绕与此相关的一个基本问题一直存在讨论:我们如何确认引力是否必须被视为一种量化现象,或“为什么我们需要量化一切,包括引力” [8]?此外,是否存在一种普遍适用的实验方法,可以确定引力是否在量子层面上起作用 [9,10]?根据量子信息论的某些观点,有人认为,能够在两个系统之间产生纠缠的相互作用必然具有量子特性。因此,量子引力的一个重要指标是观察到由引力相互作用引起的大质量态之间的纠缠[11,12]。与目前依赖于检测引力介导的纠缠的测试相反,Lami等人[13]最近提出了一种仅关注相干态的新方法。有趣的是,他们的方法不需要产生广泛离域的运动状态或检测纠缠,因为纠缠不会发生在该过程的任何阶段。因此,近年来,引力猫态的研究引起了相当大的关注[14-17],这受到理论框架和实验技术的进步的刺激。一些研究人员利用引力波探测、量子光学和精密测量技术等工具,提出了各种生成和观察引力猫态的方案。这些努力不仅深化了
1 福州大学物理与信息工程学院,福建省量子信息与量子光学重点实验室,福建福州 350108 2 日本理化学研究所理论量子物理实验室,日本埼玉县和光市 351-0198 3 日本理化学研究所量子计算中心 (RQC) 量子信息物理理论研究团队,日本埼玉县和光市 351-0198 4 中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190 5 中国科学院大学中国科学院拓扑量子计算卓越中心,北京 100190 6 华南理工大学物理与光电子学院,广州 510640 7 华南理工大学物理与光电子学院,现代光学仪器国家重点实验室、浙江省量子技术与器件重点实验室量子信息交叉学科中心浙江大学物理学系,杭州 310027 8 波兰波兹南亚当密茨凯维奇大学物理学院自旋电子学和量子信息研究所,61-614 9 密歇根大学物理系,密歇根州安娜堡 48109-1040,美国
Leibfried 等人,《自然》(2005 年) Gao 等人,《自然物理学》(2010 年) Fein 等人,《自然物理学》(2019 年)
b"其中 | z \xe2\x9f\xa9 = D ( z ) | 0 \xe2\x9f\xa9 是一个与真空态 | 0 \xe2\x9f\xa9 相关的相干态,通过位移算子 D ( z ) = exp \xe2\x88\x92 za \xe2\x80\xa0 \xe2\x88\x92 \xc2\xaf za 表示 Heisenberg\xe2\x80\x93Weyl 代数 [ a , a \xe2\x80\xa0 ] = 1 [ 6 ]。我们注意到,该提议看似简单,但代价是“字母”的非正交性,即 tr ( \xcf\x81 0 \xcf\x81 1 ) \xcc\xb8 = 0,导致它们的可区分性受到限制。由于相干态不需要非线性介质来产生,因此与早期利用压缩态 [ 7 ] 且要求“硬”非线性相比,使用相干态似乎更具优势 [ 3 ]。然而,实验技术的最新进展可能会扭转这一趋势,至少在超越标准相干态变得有利的情况下。以薛定谔猫态作为正交字母表状态的候选者为例 [ 1 ]。这项研究的目的是给出一个由 Gazeau\xe2\x80\x93Klauder 相干态组成的字母表候选者的例子 [ 8 ]。我们分析了与配备了克尔介质典型的多项式非线性的振荡器相关的 Gazeau\xe2\x80\x93Klauder 状态的二元通信。已经针对各种量子系统研究了 Gazeau\xe2\x80\x93Klauder 相干态:单模”
b"其中 | z \xe2\x9f\xa9 = D ( z ) | 0 \xe2\x9f\xa9 是一个与真空态 | 0 \xe2\x9f\xa9 相关的相干态,通过位移算子 D ( z ) = exp \xe2\x88\x92 za \xe2\x80\xa0 \xe2\x88\x92 \xc2\xaf za 表示 Heisenberg\xe2\x80\x93Weyl 代数 [ a , a \xe2\x80\xa0 ] = 1 [ 6 ]。我们注意到,该提议看似简单,但代价是“字母”的非正交性,即 tr ( \xcf\x81 0 \xcf\x81 1 ) \xcc\xb8 = 0,导致它们的可区分性受到限制。由于相干态不需要非线性介质来产生,因此与早期利用压缩态 [ 7 ] 且要求“硬”非线性相比,使用相干态似乎更具优势 [ 3 ]。然而,实验技术的最新进展可能会扭转这一趋势,至少在超越标准相干态变得有利的情况下。以薛定谔猫态作为正交字母表状态的候选者为例 [ 1 ]。这项研究的目的是给出一个由 Gazeau\xe2\x80\x93Klauder 相干态组成的字母表候选者的例子 [ 8 ]。我们分析了与配备了克尔介质典型的多项式非线性的振荡器相关的 Gazeau\xe2\x80\x93Klauder 状态的二进制通信。已经针对各种量子系统研究了 Gazeau\xe2\x80\x93Klauder 相干态:单模”