Ein Verfahren zur Erzeugung und Verifizierung skalierbarer Verschränkung in optischen Gittern

Zusammenfassung Um skalierbare Quanteninformationsverarbeitung zu erreichen, wurden große Anstrengungen zur Schaffung von großflächigen verschränkten Zuständen in verschiedenen physikalischen Systemen unternommen. Ultrakalte Atome in optischen Gittern gelten als eine der vielversprechendsten Plattformen aufgrund ihrer machbaren Initiierung und parallelen Manipulation. In dieser Arbeit schlagen wir ein effizientes Verfahren zur Erzeugung und Charakterisierung globaler Verschränkung im optischen Gitter vor. Mit nur zweilagigen Quantenkreisen nutzt die Erzeugung zweiqubitverschränkende Tore, die auf der Superaustauschinteraktion in doppelten Quellwellen basieren. Der Parallelismus dieser Operationen ermöglicht eine schnelle und skalierbare Erzeugung. Um die Verschränkung dieses nicht-stabilisierenden Zustands zu überprüfen, entwerfen wir hauptsächlich drei komplementäre Erkennungsprotokolle, die im Vergleich zur vollständigen Tomographie weniger ressourcenintensiv sind. Insbesondere benötigt man nur zwei homogene lokale Messanordnungen, um die Verschränkungseigenschaft zu identifizieren. Unsere Protokolle zur Erzeugung und Verifizierung von Verschränkung bieten die Grundlage für die weitere Quanteninformationsverarbeitung im optischen Gitter.