Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 25: Quanteninformation (Verschränkung und Dekohärenz II)

Q 25.4: Vortrag

Dienstag, 20. März 2007, 15:00–15:15, 5L

Experimentelle Verschränkungsreinigung atomarer Zustände — •Rainer Reichle¹, Dietrich Leibfried², Emanuel Knill², Joe Britton², Rodney Blakestad², John Jost², Chris Langer², Roee Ozeri², Signe Seidelin² und Dave Wineland² — ¹Institut für Quanteninformationsverarbeitung, Universität Ulm, D-89069 Ulm — ²NIST, Boulder, Colorado 80305, USA

Verschränkungsreinigung wurde 1996 von Bennett et al.¹ vorgeschlagen und ist ein Protokoll der Quanteninformation, welches erlaubt, aus mehreren identisch entstandenen Kopien eines verschränkten Zustandes einen Zustand verbesserter Fidelität zu destillieren. Für die Demonstration dieses Protokolls² benutzen wir zwei Paare atomarer Qubits in einer Ionenfalle. Eine moderate Verschränkung mit unbestimmtem Restanteil wird mittels eines Phasengatters in einem ersten Schritt in den Zuständen der Qubits der zwei separaten Ionenpaare eingestellt, also in zwei identischen Kopien. Im Bereinigungsprozeß wird dann das erste Qubit des einen Paares mit dem zweiten Qubit des anderen Paares, und umgekehrt, paarweise miteinander verschränkt (CNOT Gatter). Nach räumlicher Trennung der Paare, wird der Zustand des ersten Paares gemessen und eine Rotation auf dem zweiten Paar vollzogen. Das zweite Paar erscheint in einem Zustand mit höherer Fidelität als ursprünglich^1,2. Das Hinzuziehen weiterer, identischer Paare könnte in zukünftigen Experimenten durch Iteration eine hohe Bereinigung eines beliebigen Zustandes ermöglichen.
Bennett, C. H. et al. PRL 76, 722 (1996)
R. Reichle et al., Nature 443, 838 (2006)