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传播微波的量子隐形传态实验

量子物理 2022-05-09 v1 介观与纳米尺度物理 超导电性

摘要

现代量子通信领域蓬勃发展,其前景在于利用量子物理定律提供高效且无条件安全的信息交换方式。其中,量子隐形传态作为一种典型协议脱颖而出,它利用量子纠缠与经典通信作为资源,实现未知量子态的无形且安全传输。基于传播波的量子隐形传态在通信场景中的实验可行性已在多种物理系统中得到演示。然而,微波域中类似的量子隐形传态实现迄今仍付阙如。与此同时,超导电路量子计算的近期突破引发了对以微波频率运行的空间分离超导处理器间量子通信的需求。在此,我们演示了通过利用两模压缩与模拟前馈在宏观距离 d=42d = 42\,cm 上实现相干微波态的确定性量子隐形传态。我们达到了保真度 F=0.689±0.004F = 0.689 \pm 0.004,超过了平均光子数高达 nd=1.1n_\mathrm{d} = 1.1 的相干态的无克隆阈值 Fnc=2/3F_\mathrm{nc} = 2/3。我们的结果为基于隐形传态的超导电路模块化量子计算量子门提供了关键要素,并为未来微波量子局域网奠定了坚实基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.04155,
  title  = {Experimental quantum teleportation of propagating microwaves},
  author = {K. G. Fedorov and M. Renger and S. Pogorzalek and R. Di Candia and Q. Chen and Y. Nojiri and K. Inomata and Y. Nakamura and M. Partanen and A. Marx and R. Gross and F. Deppe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.04155},
  year   = {2022}
}