Differentialgeometer
15.09.2025, 07:09
Die Entwicklung solcher Technologien erfordert die Fähigkeit, einen quantenverschränkten Zustand mehrerer Photonen frei zu erzeugen und anschließend effizient zu identifizieren, um welche Art von Zustand es sich handelt. Bei der konventionellen Quantentomographie, einer häufig zur Zustandsbestimmung eingesetzten Methode, wächst die Anzahl der erforderlichen Messungen jedoch exponentiell mit der Anzahl der Photonen, was die Datenerfassung erheblich erschwert.
Sofern verfügbar, kann eine Verschränktheitsmessungden verschränkten Zustand mit einem einmaligen Ansatz identifizieren. Eine solche Messung wurde für den verschränkten Greenberger-Horne-Zeilinger - Quantenzustand ( GHZ) durchgeführt, für den W-Zustand , den anderen repräsentativen verschränkten Mehrphotonenzustand, wurde sie jedoch weder vorgeschlagen noch experimentell entdeckt.
Dies motivierte ein Forscherteam der Universitäten Kyoto und Hiroshima, sich dieser Herausforderung zu stellen und schließlich eine neue Methode zur Messung verschränkter Teilchen zu entwickeln, mit der sich der W-Zustand identifizieren lässt.
„Mehr als 25 Jahre nach dem ersten Vorschlag zur verschränkten Messung von GHZ-Zuständen haben wir endlich auch die verschränkte Messung für den W-Zustand erhalten, mit einer echten experimentellen Demonstration für 3-Photonen-W-Zustände“, sagt der korrespondierende Autor Shigeki Takeuchi.
Das Team konzentrierte sich auf die Eigenschaften der zyklischen Verschiebungssymmetrie des W-Zustands und schlug theoretisch eine Methode zur Erstellung einer verschränkten Messung unter Verwendung eines photonischen Quantenschaltkreises vor, der eine Quanten- Fourier-Transformation für den W-Zustand einer beliebigen Anzahl von Photonen durchführt.
Sie entwickelten ein Gerät zur Demonstration der vorgeschlagenen Methode für drei Photonen unter Verwendung hochstabiler optischer Quantenschaltkreise, die einen stabilen Betrieb des Geräts über einen längeren Zeitraum ohne aktive Steuerung ermöglichten. Durch die Einspeisung von drei einzelnen Photonen in geeigneten Polarisationszuständen konnte das Team zeigen, dass das Gerät verschiedene Arten von Drei-Photonen-W-Zuständen unterscheiden kann, die jeweils einer spezifischen nicht-klassischen Korrelation zwischen den drei Eingangsphotonen entsprechen. Die Forscher konnten die Genauigkeit der verschränkten Messung bewerten, die der Wahrscheinlichkeit entspricht, das richtige Ergebnis für einen reinen W-Zustand-Eingang zu erhalten.
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250912195122.htm
Quellen:
Sources:
• Kyoto University (2025). W state entanglement breakthrough.
• ScienceDaily (2025). Quantum teleportation and computing advances.
• Bennett, C.H. et al. (1993). Teleporting an unknown quantum state. Phys Rev Lett.
Sofern verfügbar, kann eine Verschränktheitsmessungden verschränkten Zustand mit einem einmaligen Ansatz identifizieren. Eine solche Messung wurde für den verschränkten Greenberger-Horne-Zeilinger - Quantenzustand ( GHZ) durchgeführt, für den W-Zustand , den anderen repräsentativen verschränkten Mehrphotonenzustand, wurde sie jedoch weder vorgeschlagen noch experimentell entdeckt.
Dies motivierte ein Forscherteam der Universitäten Kyoto und Hiroshima, sich dieser Herausforderung zu stellen und schließlich eine neue Methode zur Messung verschränkter Teilchen zu entwickeln, mit der sich der W-Zustand identifizieren lässt.
„Mehr als 25 Jahre nach dem ersten Vorschlag zur verschränkten Messung von GHZ-Zuständen haben wir endlich auch die verschränkte Messung für den W-Zustand erhalten, mit einer echten experimentellen Demonstration für 3-Photonen-W-Zustände“, sagt der korrespondierende Autor Shigeki Takeuchi.
Das Team konzentrierte sich auf die Eigenschaften der zyklischen Verschiebungssymmetrie des W-Zustands und schlug theoretisch eine Methode zur Erstellung einer verschränkten Messung unter Verwendung eines photonischen Quantenschaltkreises vor, der eine Quanten- Fourier-Transformation für den W-Zustand einer beliebigen Anzahl von Photonen durchführt.
Sie entwickelten ein Gerät zur Demonstration der vorgeschlagenen Methode für drei Photonen unter Verwendung hochstabiler optischer Quantenschaltkreise, die einen stabilen Betrieb des Geräts über einen längeren Zeitraum ohne aktive Steuerung ermöglichten. Durch die Einspeisung von drei einzelnen Photonen in geeigneten Polarisationszuständen konnte das Team zeigen, dass das Gerät verschiedene Arten von Drei-Photonen-W-Zuständen unterscheiden kann, die jeweils einer spezifischen nicht-klassischen Korrelation zwischen den drei Eingangsphotonen entsprechen. Die Forscher konnten die Genauigkeit der verschränkten Messung bewerten, die der Wahrscheinlichkeit entspricht, das richtige Ergebnis für einen reinen W-Zustand-Eingang zu erhalten.
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250912195122.htm
Quellen:
Sources:
• Kyoto University (2025). W state entanglement breakthrough.
• ScienceDaily (2025). Quantum teleportation and computing advances.
• Bennett, C.H. et al. (1993). Teleporting an unknown quantum state. Phys Rev Lett.