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有读书笔记Entanglement Generated by Dissipation and Steady State Entanglement of Two Macroscopic Objects

唐唐 添加于 2011-9-1 06:24 | 1523 次阅读 | 0 个评论
  •  作 者

    Krauter H, Muschik C, Jensen K, Wasilewski W, Petersen J, Cirac J, Polzik E
  •  摘 要

    Entanglement is a striking feature of quantum mechanics and an essential ingredient in most applications in quantum information. Typically, coupling of a system to an environment inhibits entanglement, particularly in macroscopic systems. Here we report on an experiment where dissipation continuously generates entanglement between two macroscopic objects. This is achieved by engineering the dissipation using laser and magnetic fields, and leads to robust event-ready entanglement maintained for 0.04 s at room temperature. Our system consists of two ensembles containing about 1012 atoms and separated by 0.5 m coupled to the environment composed of the vacuum modes of the electromagnetic field. By combining the dissipative mechanism with a continuous measurement, steady state entanglement is continuously generated and observed for up to 1 h.
  •  详细资料

    • 文献种类: Journal Article
    • 期刊名称: Physical Review Letters
    • 期刊缩写: Phys. Rev. Lett.
    • 期卷页: 2011  107 8
    • ISBN: 0031-9007
  • 学科领域 信息系统 » 电子通信

  •  所属群组

    信息科学综合  
  • 相关链接 DOI URL 

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    量子耗散可产生持续稳定量子纠缠
    量子耗散是指在量子开系统中,物体与环境发生能量交换或信息交流,导致相干性退失,因此, 两个物体要发生纠缠,一般要让它们和外界环境的相互作用尽可能地小。据美国物理学家组织网近日报道,丹麦哥本哈根大学物理学家通过实验证明,量子耗散能在 两个宏观物体之间形成持续稳定的量子纠缠,该发现为制造量子纠缠提供了一种全新的方法。相关论文发表在最近出版的《物理评论快报》(Physical Review Letters, PRL)上。
     
    哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究院的尤金·波里克教授和同事多年来一直在研究各种量子纠缠。 他们曾经预测,耗散在两个系统中很常见,且能驱使它们形成纠缠状态。在最新实验中,他们结合了耗散机制和持续测量方法,让含有1万亿个铯原子的两团铯气体 在室温下保持稳定纠缠达1个小时。
     
    实验中,研究人员将两团铯放入两个2.2立方厘米的容器中,容器置于真空极化磁场中,相距 0.5米。通过控制磁场并用激光作为“光泵”来吸取原子,在两团原子的整体系统中形成了耗散。“此前的研究中,耗散是每团原子独立发生的过程。而我们的研 究把耗散设计成两团原子系统共同的过程。”波里克说。
     
    波里克解释说:“产生量子叠加和纠缠的共同特征是,系统的最终状态具有不确定性,有两个或 更多结果,无法判断它们倒向何种结果。在我们为两团原子系统设计的耗散环境下,也无法确定导致耗散的光子是从哪一团原子发射出来的。这种两个系统的量子相 干有两个耗散路径,是形成纠缠的关键因素。”
     
    在以前的实验中,他们曾让一种半稳定的纠缠状态持续了0.015秒,加上“光泵”以后,虽然这一过程是非连续的,但却能将纠缠时间延长0.04秒。最后,他们将持续测量结果和耗散过程结合在一起,在室温下能生成稳定的纠缠状态达1个小时。
     
    “这种纠缠状态随时都能产生,对一些需要用到复杂纠缠的网络而言,比以相干为基础的方法更 有优势。”波里克说,“从理论上来说,耗散产生的纠缠能存在任意长时间,也不需要给系统准备一个特殊的输入状态。这种方法使形成远距离、高稳定的纠缠状态 成为可能,在量子信息协议中更有优势。”
     
    此外,利用耗散而不是相干来产生量子纠缠,代表了该领域一个观念上的变化。波里克说:“我 们第一次证明了纯粹的耗散纠缠,这在量子信息处理和其他领域都具有重要应用价值。更重要的是我们迈出了第一步,证明了如何通过耗散来生成纠缠,能帮助更多 科学家利用耗散机制来研究量子计算和量子通讯。”(来源:科技日报 常丽君)
     
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