拉曼散射量子系统中真实多体纠缠与非局域测量反作用的观测
远程量子力学系统之间的纠缠实现了通信、计算和分布式传感领域的一系列量子信息任务。大量纠缠子系统还需要实验可获取且实际可行的验证方法,以确认所有子系统真正(即同时)的纠缠特性。该团队推导出一类适用于W态的纠缠见证方法——这类态是指单个激发相干地分布在初始处于基态或低热占据态的子系统之间(例如通过拉曼散射光子检测实现)。通过违反涉及粒子数统计的不等式(该统计量可通过后续拉曼散射光子检测测得),即可验证纠缠现象。与传统部分层析成像的见证方法不同,该工作提出的方案对多组分和连续变量系统均具备实验可行性。该方法的抗热噪声能力由初始热占据态引发不等式破缺的临界值来量化。
作为替代方案,研究人员还推导出用于检验光子测量反作用非局域性(即量子相干性)的不等式,这种反作用正是产生W态的机制。在初始态可分离的假设下,相较于通用纠缠见证,该不等式在更宽松的热约束条件下被违反即表明最终态存在纠缠。该研究成果适用于所有能展现足够量子不可区分度的拉曼散射系统。
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