論文の概要: Multipartite Entanglement of Billions of Motional Atoms Heralded by Single Photon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.11759v1
• Date: Wed, 26 Feb 2020 19:38:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-01 21:06:20.809571
• Title: Multipartite Entanglement of Billions of Motional Atoms Heralded by Single Photon
• Title（参考訳）: 単一光子による数十億の運動原子の多元的絡み合い
• Authors: Hang Li, Jian-Peng Dou, Xiao-Ling Pang, Chao-Ni Zhang, Zeng-Quan Yan, Tian-Huai Yang, Jun Gao, Jia-Ming Li, Xian-Min Jin
• Abstract要約: 室温での量子メモリにおいて、数十億の運動原子の多部絡みを発生させる。 その結果, 環境条件下での数十億の運動原子間の真の多粒子交絡の存在が確認された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.108483166556287
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum entanglement is of central importance to quantum computing, quantum metrology, quantum information as well as the nature of quantum physics. Quantum theory does not prevent entanglement from being created and observed in macroscopic physical systems, in reality however, the accessible scale of entanglement is still very limited due to decoherence effects. Recently, entanglement has been observed among atoms from thousands to millions level in extremely low-temperature and well-isolated systems. Here, we create multipartite entanglement of billions of motional atoms in a quantum memory at room temperature, and certify the genuine entanglement via $M$-separability witness associated with photon statistics. The information contained in a single photon is found strongly correlated with the excitation shared by the motional atoms, which intrinsically address the large system and therefore stimulate the multipartite entanglement. Remarkably, our heralded and quantum memory built-in entanglement generation allows us to directly observe the dynamic evolution of entanglement depth and further to reveal the effects of decoherence. Our results verify the existence of genuine multipartite entanglement among billions of motional atoms at ambient condition, significantly extending the boundary of the accessible scale of entanglement. Besides probing the quantum-to-classical transition in an entirely new realm, the developed abilities of manipulating such a large-scale entanglement may enhance a wide spectrum of applications for emerging quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントは、量子コンピューティング、量子メトロロジー、量子情報、および量子物理学の性質において重要な概念である。 量子理論は、マクロな物理系において絡み合いが生成され観測されることを妨げないが、実際には、絡み合いの規模はデコヒーレンス効果のために依然として非常に限られている。 近年、非常に低温で分離された系において、数千から数百万の原子間の絡み合いが観察されている。 ここでは、室温での量子メモリ内の数十億の運動原子の絡み合わせを作成し、光子統計に付随する$M$-セパビリティ・ビジターを通じて真の絡み合わせを認証する。 単一の光子に含まれる情報は、運動原子が共有する励起と強く相関しており、これは本質的に大きな系に対処し、従って多粒子の絡み合いを刺激する。 注目すべきは、量子メモリを内蔵したエンタングルメント生成により、エンタングルメント深さの動的進化を直接観察し、デコヒーレンスの影響を明らかにすることができることです。 その結果, 数十億の運動原子間に存在する真の多部絡み合いの存在が確認され, 到達可能な絡み合いの規模の境界を大きく広げた。 全く新しい領域における量子-古典的遷移の探索に加えて、そのような大規模な絡み合いを操る発達した能力は、新しい量子技術への幅広い応用を促進する可能性がある。

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