Un enfoque escalable para la complicación de alta dimensión a las características cuánticas de la disco

El funcionamiento de las tecnologías cuánticas depende de la sensación confiable y el control de los estados cuánticos, especialmente enredos. En el contexto de la física cuántica, la complicación entra en una relación entre las partículas, que determina el resultado de medir uno para medir al otro, incluso cuando están lejos del otro, y de una manera que define cualquier explicación espontánea.

Un desafío importante en el desarrollo de tecnologías cuánticas confiables es que los enredos son susceptibles al ruido (es decir, interacción aleatoria con el entorno). Estas interacciones con el ruido pueden afectar negativamente los casos de este estado cuántico deseado y, a su vez, reducir el rendimiento de las tecnologías cuánticas.

Investigadores de la Universidad de Shedong en China y la Universidad Nacional Cheng Kung en Taiwán recientemente aplicaron un paso importante para recuperar experimentalmente las correlaciones cuánticas ocultas de los estados enredados de alta dimensión.

Mencionado en este método un papel publicado en Documento de revisión físicaLa llamada copia única enfatiza la implementación de la operación de filtrado local (SCLF).

"Las preparaciones y manipulaciones de complicaciones cuánticas siempre están incompletas, comprometiendo su desempeño en el trabajo de información de procesamiento cuántico", dijo al escritor co-concentrado del documento, Fiz.org.

"Aunque los protocolos de destilación tradicionales prometen reembolsar al menos una copia de la complicación máxima sobre los estados ruidosos de la copia múltiple, no es" favorable "para los sistemas fotónicos ya que las fuertes interacciones de fotones de fotón requerido para la manipulación colectiva siguen siendo desafiantes".

Si bien los físicos han desarrollado varios protocolos para eliminar la complicación en las últimas décadas, es difícil aplicar a la mayoría de las personas existentes en sistemas cuánticos que consisten en fotones (es decir, partículas de luz). El desarrollo de enfoques de destilación que son fáciles de aplicar a los sistemas fotónicos, por lo tanto, puede ser muy beneficioso, ya que puede informar la investigación de física cuántica y mejorar las tecnologías cuánticas.

"La idea de la destilación de una sola copia salió a la luz cuando visité Liang en 2019, cuando pensó en activar el poder de teletransportación con la operación SCLF", dijo Lu. "Rápidamente me di cuenta de que era un protocolo de destilación fácil de afectar que pedí, era pionero de nuestra cooperación".

El primer objetivo del reciente estudio de Lu y sus colegas fue el uso de SCLF para inspeccionar las características cuánticas que inicialmente estaban ausentes en una sección de los estados cuánticos mixtos, conocidos como estados de Walnar, especialmente no girantes (es decir, la correspondencia entre el comportamiento de las partículas que reducen la relación entre la facilidad).

Además, los investigadores querían demostrar que esta técnica es escalable y que es más fácil aplicar a los sistemas ópticos en comparación con los planes de destilación de complicaciones existentes.

"Nuestro trabajo es una continuidad natural de nuestra cooperación anterior, cuyo objetivo es recuperar el poder de teletransportación de SCLF", dijo el cosecretario de documentos Yong-Charang Liang a Phys.org.

"Se dejó una pregunta de que alguien debería tomar el favor de un lanzamiento de QBIT en otros SCLF. Nos llevó a los estados de Walnar de alta dimensión, una familia ampliamente discutida, pero una familia ampliamente discutida, pero que nunca ha demostrado el no uso de los estados cuánticos en la Fundación cuántica y la destilación enredada. ¡Hemos decidido aumentar este desafío y vamos allí!"

Para mostrar la capacidad de su enfoque basado en SCLFS para la destilación de cuantos, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos utilizando sistemas fotónicos de dos qutrit, con cada unidad cuántica (QUTRIT) puede estar presente en la superposición de tres estados. Diseñó especialmente los estados de Warner tri-a-dimensionales, que se encontraron en la libertad de la pareja de fotones (DOF).

"En este fin, primero preparamos un estado de cable de dos citas, que se codificó en Polarización DOF, luego utilizamos una matriz de las disputas y placas de onda para convertir la información cuántica en la ruta DOF", explicó Lu. "SCLF es bastante simple: esto requiere bloquear uno de los tres caminos".

Lu, Liang y sus colegas también utilizaron contornos teóricos para confirmar que su tecnología fue efectiva para eliminar las correlaciones cuánticas en sus experimentos. Su análisis mostró que a pesar de los defectos en sus experimentos, el SCLF reemplazó a los estados implementados, que anticiparon, lo que les permitió inspeccionar las instalaciones cuánticas que anteriormente estaban ocultas.

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"Con este fin, examinamos los estados experimentalmente contra diversos criterios y, en algunos casos, también la adaptación numérica para fortalecer nuestras afirmaciones", dijo Leiang.

El trabajo reciente de este equipo de investigadores redujo significativamente la complejidad experimental requerida para alterar las características cuánticas útiles del ruido. En particular, sus experimentos y análisis teóricos demostraron que su enfoque de destilación propuesto es escalable y también puede aplicarse a un sistema cuántico de alta dimensión.

"Para mí, uno de los momentos más emocionantes, nuestra redistribución de la descomposición de QBIT de los estados de Walner es, que se realiza en el trabajo. Popesku"Dijo Liang.

"No solo este tono se ha destacado una pregunta que nos ha inspirado al trabajo, es decir, por qué alguien debería favorecer la proyección de dejar de fumar en otros SCLFS, pero también ha facilitado la posibilidad de que realicemos nuestro rendimiento experimental.

Pronto puede ser utilizado para alterar cuantmies en otros sistemas cuánticos de alta dimensión, abogados por Liang y sus colegas, para que su capacidad pueda verificarse aún más. Las conclusiones del equipo también pueden tener implicaciones teóricas interesantes, ya que desafía las ideas anteriores de que sugiere que los enredos solo pueden ser útiles cuando es pesado "puro" que el ruido.

En sus próximos estudios, Liang, quien es un físico teórico que trabaja en la Universidad Nacional de Cheng Kung y es el subdirector del Centro de Fronteras Quantum de Tecnología (CUTT), que tiene un protocolo basado en la destilación de una sola copia más eficiente o demuestra que la protuberancia actual ya está preparada.

Por otro lado, Lu y sus colegas de la Universidad de Shadong pronto han esperado mostrar la implementación del nuevo protocolo de destilación en estados cuánticos con más dimensiones.

"En este trabajo, hemos demostrado una destilación de una sola copia en los estados cuánticos tridimensionales", dijo Lu.

"Me gustaría detectar estados aún más dimensionales, aunque en tales casos parece bastante difícil implementar nuestro plan utilizando ópticas a granel. Sin embargo, el desarrollo rápido de la óptica integrada proporciona una plataforma prometedora para tales rendimientos".

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