利用腔中的人造原子与猫态违反贝尔不等式
量子物理
2015-04-13 v1
摘要
“薛定谔猫”思想实验突出了量子理论反直觉的一面，即微观与宏观系统之间可以存在纠缠，产生可区分态的叠加，如既活又死的虚构猫。纠缠的标志是系统间强相关的探测，例如通过违反贝尔不等式。使用CHSH变体的贝尔测试，这种违反已在光子、原子、固态自旋和超导电路中的人造原子中观察到。对于更大、更可区分的态，量子预言与经典期望之间的冲突通常由于退相干的快速出现而解决。为研究这种调和，可采用振荡器中相干态的叠加，即所谓的猫态。与离散系统不同，可以连续改变制备猫态的大小，从而改变其对退相干的依赖。这里我们展示并量化了腔中人造原子与猫态之间的纠缠，我们称之为“贝尔猫”态。我们使用电路QED架构、高保真测量和实时反馈控制，在无后选择或测量低效修正的情况下违反贝尔不等式。此外，我们通过连续改变创建的贝尔猫态的大小来研究退相干的影响，并通过联合维格纳层析表征纠缠系统。这些技术为利用纠缠量子比特和谐振子进行量子信息处理提供了工具集。虽然近期结果已展示了对此类系统的高水平控制，本实验证明了信息可以被高效且高保真地提取，这是利用谐振子进行量子计算的关键要求。
引用
@article{arxiv.1504.02512,
title = {Violating Bell's inequality with an artificial atom and a cat state in a cavity},
author = {Brian Vlastakis and Andrei Petrenko and Nissim Ofek and Luayn Sun and Zaki Leghtas and Katrina Sliwa and Yehan Liu and Michael Hatridge and Jacob Blumoff and Luigi Frunzio and Mazyar Mirrahimi and Liang Jiang and M. H. Devoret and R. J. Schoelkopf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02512},
year = {2015}
}