Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бауместер Д. -> "Физика квантовой информации" -> 98

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 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 151 >> Следующая

Многочастичное перепутывание 253
сти приводит к заключению о том, что результат \V)l\V')2\V')3 является одним из возможных исходов, если выбрано измерение V-, Н'-поляризации всех трех частиц, т.е. выполняется измерение ххх. Выполняя аналогичные рассуждения, можно проверить, что существует только четыре возможных исхода
Каким образом можно сравнить эти предсказания локального реализма с предсказаниями квантовой теории? Переписав состояние
(6.19) в терминах V-, Н'-поляризаций, получим
Сравнивая слагаемые, записанные в (6.23), со слагаемыми из (6.24) можно заметить, что всякий раз, когда локальный реализм предсказывает достоверный специфический результат измерения одного фотона при данном результате измерений над двумя другими фотонами, квантовая физика достоверно предсказывает прямо противоположный результат. Таким образом, в то время как в случае неравенств Белла для двух фотонов, разница между локальным реализмом и квантовой физикой состоит в статистических предсказаниях теории, то здесь любая статистика возникает только благодаря неизбежным ошибкам в измерениях, свойственных и классической и квантовой физике.
6.3.3 Источник трех-фотонного ГХЦ-перепутывания
Перепутывание между более чем двумя частицами было предложено осуществить в экспериментах с фотонами [300], атомами [301], ионами (см. разд. 4.3) и тремя ядерными спинами внутри одной молекулы, приготовленными так, что они локально проявляют трех-час-тичные корреляции [302]. В этом разделе рассматривается первая реализация поляризационного перепутывания трех пространственно разделенных фотонов [291]. Экспериментальная методика, по сути, является дальнейшим развитием той, которая была использована в экспериментах по квантовой телепортации [76] (разд. 3.7) и обмену перепутыванием [86] (разд. 3.10).
Как предлагалось в [300], основная идея состоит в преобразовании пар перепутанных по поляризации фотонов в три перепутанных и
(6.23)
(6.24)
254 Квантовые сети и многочастичное перепутывание
один (четвертый) независимый фотон5. Идейная схема экспериментальной установки показана на Рис. 6.3. Пары перепутанных по поляризации фотонов генерируются 200-фемтосекундными импульсами ультрафиолетового диапазона, при прохождении через кристалл ВВО (разд. 3.4.4). В результате перепутанное по поляризации состояние имеет вид [26]:
+ (6-25)
Рис. 6.3. Схематичное изображение экспериментальной установки для демонстрации перепутывания Гринберга-Хорна - Цайлингера для пространственно разнесенных фотонов. При условии регистрации одного фотона сигнальным детектором Т, три других фотона, регистрируемых в Dp D; и D3, проявляют искомые ГХЦ-корреляции.
Это состояние представляет собой суперпозицию возможностей того, что фотон в плече а имеет горизонтальную поляризацию, а фотон в плече Ь -вертикальную поляризацию \H)a\V)bn наоборот \V)JН)ь.
Изредка в кристалле возникает сразу две пары от одного лазерного импульса. Установка построена так, что регистрация одного фотона в каждом из четырех детекторов (четверное совпадение), соответствует наблюдению состояния
<6.26)
с помощью детекторов D2 и D3.
5 Этот метод получения трех-частичного перепутывания от источника пар перепутанных частиц может быть обобщен на случай создания перепутывания между гораздо большим числом частиц.
Многочастичное перепутывание 255
Понять это можно так. Когда происходит четверное совпадение, один фотон в плече а должен пройти через поляризационный светоделитель (PBS) в этом плече и поэтому должен иметь горизонтальную поляризацию при регистрации сигнальным детектором Т. Тогда, коррелированный с ним фотон в плече Ь, должен иметь вертикальную поляризацию и с 50%-ой вероятностью проходить через светоделитель (см. рис. 6.3) либо в сторону детектора D3, либо в сторону оконечного поляризационного светоделителя, от которого он отразится и попадет в D2. В остальных случаях отсчеты в детекторах Dj и D2 вызваны наличием пары. Один из фотонов этой второй пары распространяется по плечу а и должен обязательно иметь F-поляризацию, для того, чтобы отразиться от поляризационного светоделителя в плече
а. Коррелированный с ним фотон в плече b должен оказаться Я-поля-ризованным и после отражения от светоделителя в плече b (с 50%-ой вероятностью), пройдет через оконечный светоделитель и будет зарегистрирован детектором D,. Поэтому, фотон, зарегистрированный детектором D2, должен иметь Я-поляризацию, т.к. он проходит по плечу а и должен отразиться от последнего светоделителя. Заметим, что этот фотон изначально имел F-поляризацию, но после прохода через полуволновую пластинку (ориентированную под углом 22.5°) он становится поляризованным под 45°, что дает ему 50%-ую вероятность быть зарегистрированным в детекторе D2 как Я-фотон. Таким образом, можно сделать вывод, что если фотон, зарегистрированный детектором D3, коррелирован с фотоном, зарегистрированным сигнальным детектором Т, то регистрация совпадения детекторами D,, D2 и D3 отвечает детектированию состояния
Рассуждая таким же образом, приходим к выводу, что если фотон, зарегистрированный D2, коррелирован с фотоном в Т, то регистрация совпадения между Dj, D2h D3 отвечает состоянию
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed