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量子物理学：量子ネットワーク上における遠隔エンタングルメントの決定論的配送
Nature 558, 7709 doi: 10.1038/s41586-018-0200-5
大規模量子ネットワークによって、安全な通信、分散量子計算、感度増強センシング、量子力学の基礎的検証が、ノード間でのエンタングルメント伝送を通して可能になる見込みがある。現在の2ノードネットワークをさらに先へ進めるには、ノード間でのエンタングルメントの生成速度がデコヒーレンス（損失）速度を超える必要がある。この基準が満たされていれば、本質的に確率論的なエンタングルメント生成プロトコルを使用して、あらかじめ指定された時間に決定論的な遠隔エンタングルメントを生成できる。今回我々は、2 m離れたダイヤモンドスピン量子ビット（キュービット）のノードを用いて、この決定論的遠隔エンタングルメントの生成を実証する。我々は、以前に同じプラットフォームで実証された2光子プロトコルより3桁大きな39 Hzまでのエンタングルメント生成速度が得られる、完全な伝令付き単一光子量子エンタングルメントプロトコルを実現した。同時に、遠隔エンタングル状態のデコヒーレンス速度は、動的デカップリングを通して5 Hzに抑えられた。我々は、これらの結果と効率的な電荷状態制御やスペクトル拡散軽減の技術を組み合わせることで、事前選択や事後選択を行うことなく、約100ミリ秒のクロック周期で、平均のエンタングルメント忠実度が0.5以上のきれいな遠隔状態を決定論的に配送できた。今回の結果は、量子ネットワークを拡張する際にカギとなる構成要素であり、複数の遠隔ノード間におけるエンタングルメント伝送への扉を開くものである。
