纠缠原子-光薛定谔猫态的确定性制备

量子物理允许分别由离散与连续变量描述的微观与宏观物体之间的纠缠。正如薛定谔著名的思想猫实验，包围物体的盒子可保持纠缠存活。然而，对于量子信息处理中的应用，访问这些物体并用合适的量子工具操控它们是至关重要的。此处我们达成这一目标，通过让平均最多含四个光子的相干光脉冲从含有一个原子的光学腔反射，确定性地生成纠缠的光-物质态。量子光自由传播并到达远程接收端进行量子态层析。我们产生大量量子态并观测到负值的 Wigner 函数，这是非经典性的特征标志。作为首个应用，我们演示了原子与光脉冲间的量子逻辑门，其中光子量子比特编码于光场的相位中。