Letter

単回の測定による量子もつれの実験的決定

Nature 440, 7087 doi: 10.1038/nature04627

量子テレポーテーションや量子鍵配送など共有される量子情報が必要なプロトコルのほぼすべては、互いに遠い距離にある粒子間の量子もつれを利用している。しかし、量子もつれはその状態を実験で評価するのがむずかしい。量子もつれウィットネス、あるいはベル不等式など、これまでの評価法はどれも限られた状態でしか成功しておらず、普遍的に適用しうる結果を与えるものではない。したがって、これらは、原則的にどんな状態の量子もつれの度合いをも定量化する一般的な測度とは根本的に異なっている。しかし、そのような量子もつれ評価は通常、実際の実験では直接測定できないという大きな欠点がある。本論文では、純粋状態の量子もつれ測度、すなわち、コンカレンスを直接観察する線形光学実験について報告する。我々の測定配置では量子状態の2つのコピーを使う。これらの「ツイン」状態は2個の光子の偏光自由度と運動量自由度を使って形成され、コンカレンスは、光子のうちの1個のみに対して行う1回の局所測定によって測定する。

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