Κβαντική συνοχή και μετατροπή του κράτους: θεωρία και πείραμα

Στο a - c , απεικονίζονται τα τρία πειράματα που εκτελούνται στο εργαστήριό μας: μια μετατροπή ενός κιβωτίου χωρίς βοήθεια. b καθαρή εμπλοκή μετατροπή δύο qubit κατάσταση με την βοήθεια? c θορυβώδη μετατροπή δύο qubit κατάσταση με βοήθεια. Το σύνολο της εγκατάστασης στο d μπορεί να χωριστεί σε τρεις ενότητες: (I) κατάσταση προετοιμασία? (II) ασυνάρτητη μετατροπή του κράτους με ή χωρίς βοήθεια. και (III). Στο (Ι), μπορούμε να προετοιμάσουμε μια τάξη καταστάσεων ενός-τεσσάρων τεμαχίων όπως στην εξίσωση. ( 25) για τον Bob, ο καθαρισμός του μοιράστηκε με την Αλίκη και μια τάξη κρατών Werner. στο (II), εφαρμόζουμε πειραματικά τις ασυνεπείς λειτουργίες, τόσο με όσο και χωρίς βοήθεια. στο (III), προσδιορίζουμε τις κβαντικές καταστάσεις του Bob. Τα οπτικά εξαρτήματα που εμφανίζονται στο setup είναι β -barium βορικό (BBO), πλάκα ημίσεως κύματος (H i ), πλάκα τετάρτου μήκους κύματος (Q), εκτοπιστή δοκός (BD), ρυθμιζόμενο διάφραγμα (ΑΑ), φίλτρο παρεμβολής (IF) , διαχωριστής δέσμης (BS), καθρέφτης (M), πλάκα χαλαζία (QP), διαχωριστής πολωτικής δέσμης (PBS), ελεγκτής πόλωσης, ανιχνευτής φωτονίων SPD, ζεύκτης ινών και ασύμμετρο συμβολόμετρο . υποδηλώνει τα αποτελέσματα των χειριστών Kraus 1 (2) που υλοποιούν την ασυνάρτητη λειτουργία στην ενότητα (II).𝐾1 ,5: Πειραματικά αποτελέσματα για μετατροπή κατάστασης: καταστάσεις ενός qubit και καθαρές καταστάσεις δύο qubit.

Πειραματικά αποτελέσματα για δύο τοπικές πολιτείες για τον Bob όπως στην εξίσωση ( 25 ) με συντεταγμένες Bloch και , εμφανίζονται στο a , b χωρίς βοήθεια από την Alice. Τα κράτη προετοιμάζονται με υψηλή πιστότητα μέχρι 0.999. Στα αριστερά του a , b , τα όρια ντετερμινιστικής μετατροπής (DC) και στοχαστικής μετατροπής (SC) στο επίπεδο - εμφανίζονται σε κόκκινα και μπλε κύβους αντίστοιχα, με κάθε πλευρά να αντιπροσωπεύει τη διακύμανση(13, 0 , 56)(11√6, 0 , 56)𝑥𝑧δ⟨ 𝑟𝑖⟩(𝑖 = 𝑥 , 𝑦 , 𝑧 )που προέρχεται από την κατανομή των μεμονωμένων φωτονίων από Poisson. Στην δεξιά πλευρά της a , b , οι πιθανότητες μετατροπής για τα όρια του SC εμφανίζονται σε σχέση με τις - Bloch της κατάστασης στόχου . Πειραματικά αποτελέσματα για δύο τοπικές πολιτείες για τον Bob, με συντεταγμένες Bloch και , που μοιράζονται καθαρό πεπλεγμένες καταστάσεις με την Alice, φαίνονται στον c , d𝑃( ρ → σ)𝑥𝑧σ𝐵(0 , 0 , 56)(13, 0 , 56)||ψ⟩𝐴𝐵. Οι πειραματικές καταστάσεις δύο qubit παρασκευάζονται με πιστότητα 0.989 και 0.982. Στα αριστερά του c , d , τα όρια DC και SC στο επίπεδο - εμφανίζονται σε πράσινους και πορτοκαλί κύβους, αντίστοιχα. Στα δεξιά του c , d , οι πιθανότητες μετατροπής εμφανίζονται σε σχέση με τις - Bloch της κατάστασης στόχου . Οι συμπαγείς γραμμές αντιπροσωπεύουν τις θεωρητικές προβλέψεις.𝑥𝑧𝑃𝑎(||ψ⟩𝐴𝐵→||φ ⟩𝐵)𝑥𝑧||φ ⟩𝐵