論文の概要: Sub-femtosecond optical control of entangled states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06668v2
- Date: Wed, 13 Jul 2022 12:33:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 14:42:18.835332
- Title: Sub-femtosecond optical control of entangled states
- Title（参考訳）: エンタングル状態のサブフェムト秒光制御
- Authors: Farshad Shobeiry, Patrick Fross, Hemkumar Srinivas, Thomas Pfeifer,
Robert Moshammer, Anne Harth
- Abstract要約: 我々は,自然系における基本粒子間の絡み合いの超高速光制御を,工学系よりも高速な時間スケールで示す。
調整可能な相対遅延と数光子相互作用を施すことにより, 単一水素分子中の電子交絡状態のフェムト秒以下の制御を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement is one of the most fascinating aspects distinguishing quantum
from classical physics. It is the backbone of quantum information processing
which relies on engineered quantum systems. It also exists in natural systems
such as atoms and molecules, showcased in many experimental instances mostly in
the form of entangled photon pairs and a few examples of entanglement between
massive particles. Nevertheless, the control of entanglement in natural systems
has never been demonstrated. In artificially prepared quantum systems, on the
other hand, the creation and manipulation of entanglement lies at the heart of
quantum computing currently implemented in a wide array of two-level systems
(e.g. trapped ions, superconducting and semiconductor systems). These processes
are, however, relatively slow: the time scale of the entanglement generation
and control ranges from a couple of {\mu}s in case of trapped-ion quantum
systems down to tens of ns in superconducting systems. In this letter, we show
ultrafast optical control of entanglement between massive fundamental particles
in a natural system on a time scale faster than that available to engineered
systems. We demonstrate the sub-femtosecond control of electronic entangled
states in a single hydrogen molecule by applying few-photon interactions with
adjustable relative delays. This molecular entanglement is revealed in the
asymmetric electron emission with respect to the ejected proton in the
photodissociation of H2. We anticipate that these results open the way to
entanglement-based operations at THz speed.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは古典物理学と量子を区別する最も魅力的な側面の1つである。
これは、工学的な量子システムに依存する量子情報処理のバックボーンである。
また、原子や分子のような自然の系にも存在し、多くの実験的な例で、主に絡み合った光子対や質量粒子間の絡み合いの例で示されている。
それでも自然システムにおける絡み合いの制御は証明されていない。
一方、人工的に作製された量子システムでは、絡み合いの生成と操作は、現在2段階の幅広いシステム(例えば、閉じ込められたイオン、超伝導、半導体システム)で実装されている量子コンピューティングの中心にある。
しかし、これらの過程は比較的遅い: 絡み合いの発生と制御の時間スケールは、閉じ込められたイオン量子系の場合のいくつかの {\mu} から超伝導系における数十 n までの範囲である。
本稿では,超高速光制御による自然システムにおける大粒子間の絡み合いの制御について,工学系よりも高速な時間スケールで述べる。
調整可能な相対遅延と数光子相互作用を施すことにより, 単一水素分子中の電子交絡状態のフェムト秒以下の制御を実証する。
この分子の絡み合いは、H2の光解離において放出されたプロトンに対して非対称電子放出において明らかにされる。
これらの結果は, THz 速度での絡み合いに基づく操作への道を開くことを期待する。
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