【做遙遠的大物件之間的量子隱形傳態】

明道

【做遙遠的大物件之間的量子隱形傳態】

 

心靈傳送狀態之間原子氣體

銫原子在一艘船舉行的宏觀量子自旋狀態已傳送到第二艘船 50 釐米，— — 根據物理學家們在丹麥、 西班牙和英國，執行了的壯舉。

雖然這個距離遠小於相對簡單狀態的量子隱形傳態的 143 公里記錄，實驗實現了不同類型的以前取得了只有跨鏡距離的量子隱形傳態。

技術可以傳送複雜量子態，並可能因此產生一系列技術應用 — — 包括量子計算、 遠距離的量子通信和遙感。

量子隱形傳態首先在一九九三年中由查理斯 · 貝內特，IBM 湯瑪斯 J 沃森研究中心在紐約和同事們的建議。

它允許一個人 (Alice)，未知量子狀態資訊發送到另一人 (Bob) 由純粹古典的資訊交流。

它利用兩個粒子 ； 之間的量子糾纏一個與愛麗絲和一個與鮑勃。

愛麗絲與她的糾纏態的一半進行交互，未知的量子態、 措施組合的量子狀態和向 Bob 發送結果通過一個古典的通道。

測量的行為改變的鮑勃狀態的一半的糾纏態的對和這，結合 Alice 的測量的結果允許鮑勃重建未知的量子態。

集體自旋

這通常表現與離散的量子態，如可以向上、 向下的單原子自旋或疊加的這兩個國家。

然而，在原則上是可能的有效持續不斷、 等大的原子合奏的集體自旋的傳送量子態。

此外，所以這樣做會有有趣的實際後果，為基於量子隱形傳態過程的技術發展。

為 Alice 和 Bob 發送資訊使用量子隱形傳態，他們首先必須持有相互糾纏的粒子 (通常光子)。

交換糾纏光子在一些失去了和這個結果不可避免地會影響 Bob 可以使愛麗絲的神秘量子態的重建。

如果被交換的資訊有關離散狀態，它將與單個光子，它將到達或未到達，糾纏和鮑勃也將會使一個完善的再生產或沒有繁殖的狀態。這被稱為概率量子隱形傳態。

如果資料涉及一個連續的狀態，它將會糾纏在一起光脈衝的包含許多光子。一些將到達，其他人不會。

鮑勃總是可以使重建 Alice 的量子態的但如果損失是高然後它將不那麼完美。這是確定性量子隱形傳態。

一個關鍵的問題是，Bob 可以重現愛麗絲未知的量子態的逼真度超過可實現如果 Alice 只是衡量國家和告訴鮑勃，結果 — — 限制由海森堡不確定性原理的最大可能逼真度。

這將取決於不只是對失去的光子的比例但也對其他實驗參數，如的未知的量子態與糾結的粒子之間的相互作用量子態可以被保存的時間長度。

室內溫度樣品

這具有確定性的連續變數量子隱形傳態提出並由 Eugene Polzik 和他的同事在哥本哈根尼爾斯 · 玻爾研究所與在研究所的光子科學 (理事會) 在巴賽隆納和諾丁漢大學的研究人員在實驗室中實現。

他們的實驗設置涉及到兩個房間溫度樣本銫 133 氣體在玻璃容器舉行和相隔約 50 釐米。

試驗的目的是使用光到舂 1012原子的集體量子自旋態從到另一個容器。

團隊由塗料裡面的一種特殊的材料，不會吸收來自原子角動量的集裝箱延伸的生活狀態。

精確地控制對系統的自旋態做使用常量和振盪磁場。

他們還同理論家 Christine Muschik 在理事會和馬克斯 · 普朗克的量子光學，慕尼克，附近的伊格納西奧 Cirac 開發一種新模型的原子和光之間的相互作用。

使用這些進展，他們心靈傳輸多個集體自旋狀態之間兩個毒氣罐和搜索其測量值的方差。

當他們相比這理論最小方差可以通過發送的自旋狀態資訊以純粹古典的方式取得的時他們發現從他們的進程的方差較低。

Polzik 說："我們實現了第一次的確定性、 原子到原子量子隱形傳態在一個宏觀的距離"。

Hugues de Riedmatten，在理事會的量子光學專家 — — 他並沒有參與與實驗 — — 說這項研究是"非常重要"，描述為"令人信服"的結果。

他也提醒，不過，它是"原理的證明"，說"我認為它是第一步。如果你想要用它來做在量子資訊科學中有用的東西，例如，你將需要運輸複雜得多的量子態。

它將拭目以待是否或不，這將有可能"。

這項研究發表在自然物理.

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjun%2F11%2Fquantum-teleportation-done-between-distant-large-objects