„Alternative zum Quantenspeicher?“

1. Januar 2016

Foto: Ag Schnabel

Eine mehrstufige Verschränkungsdestillation ohne Quantenspeicher schien in der Vergangenheit nur in extrem ineffizienter Form möglich. Mit unserer Arbeit zeigen wir nun sowohl theoretisch als auch experimentell, dass eine effiziente Form ohne Quantenspeicher möglich ist. Unser Experiment realisiert eine Drei-Stufen-Destillation ohne Quantenspeicher mit einer Effizienz, die der mit einer optimalen Anzahl von Quantenspeichern entspricht. Wir nutzen dazu ein neues Verfahren der Datennachbearbeitung.

Zum Hintergrund: Die große Herausforderung in der Quantenkommunikation ist es, die Dekohärenz der übertragenen optischen Zustände so gering wie möglich zu halten. In einem finalen Schritt können dekohärenzbehaftete Zustände zu hochwertigeren noch „destilliert“ werden. Dabei werden aus einer großen Zahl von Zuständen, die im Mittel „schlecht“ sind, einige wenige „gute“ probabilistisch selektiert. Die Abbildung veranschaulicht das Grundprinzip jeder (2-Kopien-) Verschränkungsdestillation. Zwei verschränkte Zustände „1“ und „2", die bereits zwischen den beiden Parteien A und B verteilt sind, werden jeweils vor Ort an Strahlteilern überlagert. Wenn am Ort A der Detektor „A_“ und am Ort B der Detektor „B_“ simultan ein entsprechendes Signal liefern, liegt an den offenem Ausgängen der beiden Stahlteiler ein destillierte verschränkter Zustand vor.

Abdelkhalek, D. et al., Nat. Comm. 7, 11720 (2016)