Den første kvanteorientering ved hjælp af forbedring af kvantesammenfiltrende målinger

CAS -nøglelaboratoriet for kvanteinformation, ledet af prof. Guo Guangcan, Li Chuanfeng, Xiang Guoyong og samarbejdspartnere, rapporter, der forbedrer ydelsen af ​​kvanteorientering med sammenfiltrede målinger via fotoniske kvanteture. Disse resultater blev offentliggjort online af Fysisk gennemgangsbreve den 13. februar.

Takket være kvanteindvikling, kvanteinformationsbehandling er meget mere effektiv end dens klassiske modstykke til opgaver som kvanteberegning, kvantekommunikation og kvantemetrologi. Kvantindvikling kan manifestere sig i kvantetilstande og kvantemålinger. I modsætning til den omfattende forskning i sammenfiltrede stater, der er få eksperimentelle undersøgelser af sammenfiltrede målinger, fordi de er så vanskelige at realisere.

I de seneste år, Prof. Guo-Yong Xiang et. al. udviklet en metode til at realisere kvanteindviklingsmålinger via fotoniske kvanteture, og deres metode har ikke kun høj trofasthed, men er også deterministisk. De har brugt denne teknologi til at opnå enestående effektivitet i kvantetilstandstomografi og til at reducere kvantemålingernes tilbagevirkning i kvantetermodynamik. For nylig, de brugte deres teknologi til at forbedre kvanteorientering.

I kvanteorientering, Alice ønsker at bruge kvanteressourcer til at kommunikere en tilfældig rumretning af militær betydning til Bob. En enkel ordning er, at Alice skal polarisere et spin i retningen og sende det til Bob. Allerede i 1999, Nicolas Gisin fra University of Geneva fandt ud af, at de antiparallelle spins var mere effektive end parallelle spins i kvanteorientering. Det adskiller sig fra det klassiske modstykke, hvor effektiviteten af ​​de to retningskodningssystemer er den samme. Der er ingen sammenfiltring i kvantetilstande på Alices side, dermed, det er sammenfiltringen i kvantemålinger på Bobs, der øger effektiviteten.

Da optimale sammenfiltringsmålinger på parallelle og antiparallelle spins er vanskelige at realisere, der har ikke været nogen overbevisende eksperimentel implementering trods 20 års forskning. Prof. Guo-Yong Xiang et. al. med succes realiseret sådanne optimale sammenfiltringsmålinger via kvanteture. De eksperimentelle resultater viser klart, at sammenfiltrede målinger kan udtrække mere retningsinformation end lokale målinger, og troværdigheden af ​​antiparallelle spins er forbedret 3,9% i forhold til parallelle spins i orientering.

Deres arbejde demonstrerede et virkelig ikke -klassisk fænomen, der stammer fra sammenfiltring i kvantemålinger i stedet for kvantetilstande. Dette gennembrud tilbyder en effektiv metode til at realisere sammenfiltrede målinger i fotoniske systemer. Disse resultater er ikke kun af interesse for grundlæggende undersøgelser af kvanteindvikling og kvantemålinger, men også til mange applikationer inden for kvanteinformationsbehandling.