[論文レビュー] Motion-generated entanglement resonance

David Edward Bruschi, Andrzej Dragan+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 3, 2012

Mechanical and Optical Resonators被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、相対論的運動—特にキャビティの非一様加速—が共鳴効果を通じて連続変数モード間の顕著なもつれを生成できることを示している。周期的に繰り返される軌道をとることで、よく知られた二モード量子ゲートに相当する観測可能なもつれレベルが達成され、外部場を用いずに機械的運動によってもつれを生成する新しいメカニズムが提示される。

ABSTRACT

We show that the relativistic motion of a quantum system can be used to generate quantum gates. The nonuniform acceleration of a cavity is used to generate well-known two-mode quantum gates in continuous variables. Observable amounts of entanglement between the cavity modes are produced through resonances which appear by repeating periodically any trajectory.

研究の動機と目的

• 外部場なしに相対論的運動が量子ゲートを生成できるかどうかを調査すること。
• キャビティの非一様加速が連続変数モードにおけるもつれをどのように引き起こすかを調査すること。
• 移動キャビティにおけるもつれ生成を強化する共鳴ダイナミクスが成立する条件を特定すること。
• 周期的軌道がキャビティモードに観測可能で定量可能なもつれをもたらすことを実証すること。

提案手法

• 非一様相対論的加速を受けるキャビティをモデル化し、制御された軌道における動的カシミール効果を模擬する。
• 時間に依存するキャビティにおける量子場理論を用いて系を記述し、モードの時間発展は時間に依存するハミルトニアンに従う。
• 共鳴条件は、キャビティの運動周波数と内部モード周波数が一致する周期的軌道を分析することで特定する。
• 生成された二モードガウス状態の対数的負の値を用いてもつれを定量的に評価する。
• 連続変数系、特に二モードスクリーニングと機械的運動によるもつれ生成に焦点を当てる。
• 繰り返し周期的運動が持続的もつれ共鳴をもたらすことを確認するため、数値シミュレーションを用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 キャビティの相対論的運動が外部場なしにモード間のもつれを生成できるか？
• RQ2 周期的運動がもつれの共鳴増幅を引き起こす条件は何か？
• RQ3 非一様加速は連続変数における二モード量子ゲート生成にどのように影響するか？
• RQ4 運動誘発共鳴を通じて達成可能なもつれの定量的レベルは何か？

主な発見

• 周期的キャビティ軌道に起因する共鳴状態が、キャビティモード間のもつれ生成を顕著に促進する。
• 観測可能なもつれレベルが達成され、対数的負の値によって定量的に評価され、強い二モードスクリーニングを示している。
• 外部場や静的ポテンシャルを一切用いずに、相対論的運動のみでもつれが生成される。
• 運動誘発ダイナミクスを通じて、よく知られた二モード量子ゲートが実現され、量子ゲート実装の機械的ルートを示している。