論文の概要: A flying Schr\"odinger cat in multipartite entangled states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01199v2
• Date: Fri, 25 Mar 2022 07:23:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 02:30:50.922566
• Title: A flying Schr\"odinger cat in multipartite entangled states
• Title（参考訳）: 多部交絡状態における空飛ぶSchr\"odinger cat
• Authors: Zhiling Wang, Zenghui Bao, Yukai Wu, Yan Li, Weizhou Cai, Weiting Wang, Yuwei Ma, Tianqi Cai, Xiyue Han, Jiahui Wang, Yipu Song, Luyan Sun, Hongyi Zhang, Luming Duan
• Abstract要約: 超伝導量子ビットを含むマイクロ波空洞からコヒーレントな状態光子を反射することにより、飛行するマルチパーティタイトSchr"odinger猫状態を生成する。 また、離散可変状態 (qubit) と連続可変状態 (flying multipartite cat) の連成量子状態トモグラフィーによるハイブリッドな絡み合いを目撃する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.219063677193734
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Schr\"odinger's cat originates from the famous thought experiment querying the counterintuitive quantum superposition of macroscopic objects. As a natural extension, several "cats" (quasi-classical objects) can be prepared into coherent quantum superposition states, which is known as multipartite cat states demonstrating quantum entanglement among macroscopically distinct objects. Here we present a highly scalable approach to deterministically create flying multipartite Schr\"odinger cat states, by reflecting coherent state photons from a microwave cavity containing a superconducting qubit. We perform full quantum state tomography on the cat states with up to four photonic modes and confirm the existence of quantum entanglement among them. We also witness the hybrid entanglement between discrete-variable states (the qubit) and continuous-variable states (the flying multipartite cat) through a joint quantum state tomography. Our work demonstrates an important experimental control method in the microwave region and provides an enabling step for implementing a series of quantum metrology and quantum information processing protocols based on cat states.
• Abstract（参考訳）: schr\"odinger's catは、マクロオブジェクトの直観的量子重ね合わせを問う有名な思考実験に由来する。自然な拡張として、いくつかの"cats" (quasi-classical objects) をコヒーレントな量子重ね合わせ状態として作成することができる。 ここでは、超伝導量子ビットを含むマイクロ波空洞からコヒーレントな状態光子を反射することにより、飛行するマルチパーティイト「オーディンガー猫状態」を決定論的に生成する高度にスケーラブルなアプローチを提案する。 猫の状態を最大4つのフォトニックモードで完全な量子状態トモグラフィーを行い、それらの間の量子絡みの有無を確認する。 また,量子状態トモグラフィによる離散変数状態(量子ビット)と連続変数状態(フライング・マルチパーティタイト・キャット)のハイブリッド絡み合いについても確認した。 本研究はマイクロ波領域における重要な実験制御手法を実証し,猫の状態に基づく一連の量子メトロジーおよび量子情報処理プロトコルの実装を可能にするステップを提供する。

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