Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бауместер Д. -> "Физика квантовой информации" -> 33

Физика квантовой информации - Бауместер Д.

Бауместер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации — М.: Постмаркет, 2002. — 376 c.
ISBN 5-94057-017-8
Скачать (прямая ссылка): fizikakvantovoyinformacii2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 151 >> Следующая

получаем, что
"1'0,г=^(И,ИН‘ШНч/..>,г ¦ <3 22>
Поэтому пространственно антисимметричное состояние является собственным для оператора, описывающего светоделитель [95, 96]. Наоборот, во всех других трех случаях симметричного внешнего состояния |Ч^5), два фотона оказываются в одном из двух выходов светоделителя. Именно поэтому, очевидно, что состояние |Ч^-) можно однозначно отделить от всех других. Это единственное из четырех бел-ловских состояний, которое приводит к совпадениям фотоотсчетов детекторов, помещенных в каждую выходную моду делителя [97-99]. Как же можно идентифицировать три других состояния? Этот вопрос возвращает нас к тому, что различие, с одной стороны, между |Ч-У+) и |Ф+) и, с другой стороны, между |Ч/+) и |Ф~) основано на том, что только в |Т+) два фотона имеют действительно различные поляризации, в то время как в двух других состояниях они имеют одинаковые поляризации. Таким образом, выполнение поляризационных измерений и наблюдение за фотонами по одну сторону от светоделителя позволяет различить состояние |Ч/+) от состояний |Ф+) и |Ф_). Необходимо отметить, что простое обобщение этой процедуры ведет к тому, что любые два ортогональные максимально перепутанные состояния можно различить друг от друга тем же способом, поскольку при локальных унитарных преобразованиях нужно производить операции поворота в двумерном гильбертовом пространстве.
90 Квантовая плотная кодировка и квантовая телепортация
Рассмотрим теперь такой же эксперимент с фермионами [100], где снова белловские состояния описывают внутренние состояния. Например, если два кубита перепутаны по спинам, находим, что четыре возможных состояния имеют вид
\Ч+)\ЧА) , |^)|^) ,|Ф+)|^) и \Ф~)\Ч>Л) , (3.23)
поскольку требуется антисимметричность общего состояния. Поэтому для фермионов только одно из состояний пространственно симметрично, три других являются пространственно антисимметричными. Таким образом, только в одном случае, а именно для I^P-) два фер-миона будут покидать светоделитель, находясь в одной моде. В остальных трех случаях они будут выходить в разные выходные пространственные моды. Примечательно, что такое состояние опять же может быть отделено от других из-за определенных свойств симметрии.
3.6 Экспериментальная плотная кодировка кубитов
Квантово-оптическая демонстрация схемы квантовой плотной кодировки [75], обсуждаемой в разд.3 .2, требует присутствия трех отдельных элементов (Рис.3.7): источника ЭПР состояний, генерирующего перепутанные фотоны, станции Боба для кодирования сообщений с помощью унитарного преобразования над его частицей и анализатора белловских состояний, находящегося у Алисы, чтобы распознать сигнал, посылаемый Бобом. Перепутанные по поляризации фотоны готовятся в процессе СПР с синхронизмом типа II (разд.3.4 ). Ультрафиолетовый пучок (Л = 351 нм) аргонового лазера преобразуется в пары фотонов (Л = 702 нм) с ортогональными поляризациями.
Рис. 3.7. Экспериментальная установка для квантовой плотной кодировки [75].
Экспериментальная плотная кодировка кубитов 91
Перепутанное состояние |Ч^) получается после компенсации дву-лучепреломления в кристалле ВВО вдоль определенных направлений излучения (тщательно выделенных при помощи 2-мм ирисовых диафрагм, расположенных на расстоянии 1.5 метра от кристалла). Один пучок направлялся к кодирующей станции Боба, другой - непосредственно к анализатору белловских состояний, находящемуся у Алисы. При юстировке схемы был использован «оптический тромбон». Оптический тромбон представляет собой устройство, возвращающее излучение назад в том же направлении, но по другому пути. Это дает возможность плавно менять задержку в пределах длины когерентности сигнальных и холостых фотонов (/с« 100ц.)
При кодировании поляризации частицы, имеющейся у Боба, были выполнены необходимые преобразования. Это осуществлялось с помощью полуволновой пластинки, изменяющей поляризацию, и четвертьволновой пластинки для внесения фазового сдвига, зависящего от поляризации7. Управляемый таким образом пучок в станции Боба, затем перемешивался с другим пучком у Алисы на анализаторе белловских состояний. Анализатор состоял из светоделителя, и помещенных за ним двухканальных поляризационных устройств, в каждой из двух его выходных мод. В эксперименте производился анализ совпадений фотоотсчетов между четырьмя счетчиками фотонов.
Поскольку только состояние l^-) имеет антисимметричную пространственную часть, именно это состояние и регистрировалось при измерении числа совпадений между различными выходами светоделителя (т е. совпадения фотоотсчетов между детекторами DH и Dv, или между DH, и Dv). Для оставшихся трех состояний оба фотона выходят в одну и ту же выходную моду светоделителя. Состояние |Ч/+) можно просто отличить от двух других благодаря различным поляризациям двух фотонов, дающим после двухканального поляризационного устройства совпадения между отсчетами детекторов DH и Dv или между DH, и Dv,. Два состояния |Ф+) и |Ф_) преобразуются в такое двухфотонное состояние, которое поглощается отдельным детектором и, таким образом, их не удается различить.
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed