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J-GLOBAL ID：201402200671496613   整理番号：14A0603828

量子論の広がり-非局所相関と不確定性-冷却イオンの量子エンタングルメント生成

Generation of Quantum Entanglement with Trapped Ions

著者 (3件)： 野口篤史 (大阪大 大学院基礎工学研究科) ,  豊田健二 (大阪大 大学院基礎工学研究科) ,  占部伸二 (大阪大 大学院基礎工学研究科)
資料名： 日本物理学会誌
巻： 69  号： 5  ページ： 308-313  発行年： 2014年05月05日 
JST資料番号： F0221A  ISSN： 0029-0181  CODEN： NBGSA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 量子力学における最も特徴的な振る舞いの内の一つは量子エンタングルメントと呼ばれる,複数の粒子間における不思議な相関である。EPRパラドックスに端を発するこの量子エンタングルメントの存在は,ベルの不等式という相関量に関する不等式の破れという形で1982年に確認された。近年では,量子エンタングルメントはその基礎的な部分だけでなく,量子精密測定・量子暗号通信や量子計算機のリソースとして等,応用に向けた研究が広くなされている。これらの応用について考えた場合,多粒子間での量子エンタングルメントを生成する事が重要になる。これらを受け,これまで様々な量子系において量子エンタングルメントの生成が実現されており,近年その粒子数に関する拡張化に向けた研究がなされている。この分野でこれまで成功してきた方法の一つは,イオントラップ中の冷却イオンを用いるものである。イオントラップは荷電粒子を電磁場の零点に捕獲する事ができる技術である。さらにレーザー冷却の技術を組み合わせる事で,単一イオンもしくはイオン鎖を振動基底状態にまで冷却する事ができる。このように冷やされたイオンは長いコヒーレンス時間を持つ良い孤立量子系であり,またイオン間のクーロン相互作用を用いる事で多数間の量子エンタングルメントを生成する事が可能になる。冷却イオンを用いた系では,2011年に14粒子間までの量子エンタングルメント生成が報告された。さらなる拡張化には,量子エンタングルメントがある種のノイズに弱い事が問題となる。例えば,これまでに実現しているGHZ状態のような量子エンタングルド状態は,粒子数Nに対しN²に比例するノイズを受けるため,その生成が非常に困難になる。この問題に立ち向かう一つの方法として,ノイズからの影響を受けづらい生成方法を考える事ができる。量子力学においては,エネルギーが離散スペクトルとなるため,一つのエネルギー固有状態にある量子状態は通常異なる状態に遷移するのに有限のエネルギーが必要となる。そのため,系が十分にゆっくりと変化する場合,量子状態は同じエネルギー固有状態に維持される。...(著者抄録)

シソーラス用語： *重合せ ,  EPRパラドックス ,  不等式 ,  *レーザ冷却 ,  *量子論 ,  通信方式 ,  *イオントラッピング ,  *状態 ,  *コヒーレンス ,  Coulomb相互作用 ,  固有値 ,  量子情報 ,  コンピュータ ,  *多粒子系 ,  断熱過程 ,  非局所性 ,  不確定性原理 ,  量子コンピュータ ,  *量子もつれ ,  *GHZ状態 ,  Bell不等式 ,  量子ビット
準シソーラス用語： *量子エンタングルメント ,  Bellの不等式 ,  量子暗号通信 ,  *イオントラップ ,  *Dicke状態 ,  キュービット ,  量子計算機 ,  Fock状態

分類 (2件)： 量子力学一般  (BA06010C) ,  原子と光子の相互作用  (BH03060F)

引用文献 (34件)：

• A. Einstein, B. Podolsky and N. Rosen: Phys. Rev. 47 (1935) 777.
• J. S. Bell: Physics 1 (1964) 195.
• A. Aspect, J. Dalibard and G. Roger: Phys. Rev. Lett. 49 (1982) 1804.
• D. J. Wineland, J. J. Bolinger, W. M. Itano and D. J. Heinzen: Phys. Rev. A50 (1994) 67.
• A. Ekert: Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 661.

タイトルに関連する用語 (6件)： 量子論 ,  広がり ,  相関 ,  不確定性 ,  イオン ,  量子エンタングルメント