[論文レビュー] Strong EPR-steering with unconditional entangled states

S. Steinlechner, J. Bauchrowitz+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 2, 2011

Quantum Information and Cryptography被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、1より小さい閾値を著しく下回る0.04の条件付き分散積を有する非条件的二モードスクリーチドエンタングルド状態を用いて、EPRスティアリングを六倍に向上させることを示した。状態の真空寄与は8%未塔であり、明るいコherentビームとの高い干渉対照度を示しており、高出力干渉計およびファイバーネットワークにおける頑健な応用が可能である。

ABSTRACT

In 1935 Schrodinger introduced the terms entanglement and steering in the context of the famous gedanken experiment discussed by Einstein, Podolsky, and Rosen (EPR). Here, we report on a sixfold increase of the observed EPR-steering effect as quantified by the Reid-criterion. We achieved an unprecedented low conditional variance product of about 0.04 < 1, where 1 is the upper bound below which steering is present. The steering effect was observed on an unconditional two-mode-squeezed entangled state that contained a total vacuum state contribution of less than 8%, including detection imperfections. Together with the achieved high interference contrast between the entangled state and a bright coherent laser field, our state is compatible with efficient applications in high-power laser interferometers and fiber-based networks for entanglement distribution.

研究の動機と目的

• 非条件的エンタングルド状態を用いて、過去の限界を超える顕著なEPRスティアリングの向上を実証すること。
• 二モードスクリーチド状態における真空状態寄与を最小限に抑えて、エンタングルメントの忠実度およびスティアラビリティを向上させること。
• エンタングルド状態と明るいコherentレーザー光場との間で高い干渉対照度を達成し、光学ネットワークへの実用的統合を可能とすること。
• このような状態が高出力レーザー干渉計およびファイバーベース量子通信システムに実用可能であるかを検証すること。

提案手法

• 光学パラメトリック増幅を用いて生成された二モードスクリーチドエンタングルド状態を用い、非条件的エンタングルメントを実現した。
• 条件付き分散積が1の閾値を下回ることで、EPRスティアリングの強さをレイン基準を用いて定量的に評価した。
• 検出効率とモードオーバーラップを最適化し、検出不具合を含めた有効な真空寄与を8%未塔に低下させた。
• エンタングルド状態と明るいコherentビームとの間で高可視性の干渉測定を実施し、古典的光場との中での適合性を確認した。
• EPRスティアリングの存在および強度を確認する主な指標として、条件付き分散積を測定した。
• 実用的導入を可能とするために、高い干渉対照度を確保した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非条件的二モードスクリーチド状態において、真空汚染が最小限に抑えられた状態でEPRスティアリングを顕著に向上させることは可能か？
• RQ2 真空寄与を低減させることで、EPRスティアリングの検出可能性および頑健性はどの程度向上するか？
• RQ3 このようなエンタングルド状態は、明るいコherent光場と高い干渉対照度を維持できるか、従来の光学システムへの統合が可能か？
• RQ4 観測されたEPRスティアリング効果は、高出力レーザー干渉計およびファイバーネットワークへの応用に十分な強度を持っているか？

主な発見

• 観測されたEPRスティアリング効果は、過去の報告と比較して六倍に向上し、条件付き分散積が0.04に達した。
• 条件付き分散積が0.04と1の閾値を著しく下回っていることから、システム内での強いEPRスティアリングが確認された。
• 検出不具合を含めた全真空状態寄与は8%未塔であり、高いエンタングルメント純度を示している。
• エンタングルド状態と明るいコherentレーザー光場との間で高い干渉対照度が達成され、古典的光学システムとの適合性が確認された。
• 高出力レーザー干渉計およびファイバーベース量子ネットワークへの応用に適していることが、その頑健性と適合性から示された。