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量子情報科学:アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン量子もつれの調整可能な遅れ

Nature 457, 7231 doi: 10.1038/nature07751

量子もつれ系は古典的に得られるより強い相関をみせる。そのため量子もつれは、量子情報処理、量子計算や量子通信などの多数の応用に不可欠な手段になっている。異なる場所間の量子もつれ移動を制御できるようになれば、これらの量子プロトコルで重要な役割を果たし、量子ネットワークが可能になるだろう。このような移動には、著しい劣化を伴わずに量子相関を遅らすことが可能な、すなわち実効的には短時間の量子メモリーとして働くような系が必要になる。このような系にとっての重要な評価基準は、アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン(EPR)レベルの量子もつれを遅らせ、また、その遅れを調整できるかどうかである。EPR量子もつれは多数の量子プロトコルの基礎であり、一方の系の特性を相関のある他方の系の測定結果を通して遠くから、その標準的な量子限界以上によく推測することを可能にする。本論文では、高温の85Rb気体の二重ラムダスキームに基づく四波混合過程によって、EPR量子もつれ光ビームに光学的に調整可能な遅れが生じることを示す。交差相関関数の幅のオーダーをもつ大きい最大遅れが得られた。この四波混合はまた、量子もつれビームの量子空間相関を保存する。我々は、この特性を利用して量子もつれ像を遅らせた。これは像の量子メモリーに向けた第一歩になる。

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