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量子力学：スクイーズド振動子波束によるスピン–運動の量子もつれと状態診断
Nature 521, 7552 doi: 10.1038/nature14458
識別可能なコヒーレント状態のメソスコピックな重ね合わせからは、「シュレディンガーの猫」の思考実験に似た状況が生じる。機械的振動子では重ね合わせ状態が空間的に分離した結果として識別可能性が生じるが、これらは主にコヒーレント波束を使って実現されてきた。今回我々はスクイーズド波束の重ね合わせを実証する。この波束は、単一の捕獲イオンに内部状態依存の力をかけて生成され、単一捕獲イオンは直交位相分散が9デシベル減少したスクイーズド真空状態に初期化されている。これにより、スピン–運動エンタングルメントの始まりを観測すれば初期スクイーズド波束の特性を評価でき、また力の持続時間の関数として振動子の数状態の発展を確かめることができる。いずれの場合でも、スクイーズド軸に沿った変位と反スクイーズド軸に沿った変位との間で明瞭な違いが観測された。波束が分離した後に状態依存力を反転させたところ、コヒーレント再生が観測された。ここで、波束は基底状態の二乗平均平方根広がりの19倍を超えて分離しており、これは変位方向に沿ったスクイーズド波束の二乗平均平方根広がりの56倍に相当する。こうした状態は、基本的な性質とは別に、量子計測や連続変数による量子情報処理に役立つ可能性がある。
