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2Institut für Physik、フンボルト大学ベルリン、Newtonstraße 15、12489 ベルリン、ドイツ
3IRIS Adlershof、フンボルト大学ベルリン、Zum Großen Windkanal 2、12489 ベルリン、ドイツ
4フェルディナンド ブラウン研究所 (FBH)、Gustav-Kirchoff-Str.4、12489 ベルリン、ドイツ
5カール・フォン・オシエツキー大学物理学研究所、オルデンブルク、アンマーレンダー・ヘール通り114-118、26129 オルデンブルク、ドイツ
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抽象
私たちは、地球の重力場におけるマッハツェンダー干渉計とホンオウマンデル干渉計のセットアップにおけるフォトニック状態と量子メモリに対する、普遍的デコヒーレンスのメカニズムの基礎である重力によるもつれダイナミクスの影響を調査します。私たちは、Hong-Ou-Mandel 干渉法における近未来の技術でその効果を目撃できる可能性が高いことを示します。これは、光の量子論によって予測される多粒子効果と一般相対性理論によって予測される効果を組み合わせた理論モデリングの実験的テストを表します。私たちの論文は、地球規模の量子通信ネットワークの重要な要素となると期待されている宇宙ベースの量子メモリに対する相対論的重力の影響を初めて分析したものです。
人気の要約
量子力学と一般相対性理論の境界における興味深い基本効果の特定の例は、重力時間膨張または赤方偏移による、量子系の内部エネルギー構造とその外部 (運動) 自由度 (DOF) との間のもつれの生成です。 。重力によるこれらのもつれダイナミクス (ED) は、マッハツェンダー (MZ) 干渉では単一光子、ホン-オウ-マンデル (HOM) 干渉では光子対、ボース-アインシュタイン凝縮ではフォノンを使用して、原子干渉法で観察されることが提案されています。質量中心自由度の重ね合わせ状態にある大質量子システムの場合、重力による ED がデコヒーレンスを誘発することが判明し、その基本的な重要性が強調されます。
この記事では、MZ および HOM 干渉計セットアップにおける重力による光子と量子メモリ (QMems) の ED のケースを調査します。さらに、この記事では、光子のみを使用する提案された実験よりも必要な空間拡張が大幅に小さい HOM 実験での効果を確認するための実験提案と実現可能性調査を提供します。このような実験は、光の量子論によって予測される多粒子効果と一般相対性理論によって予測される効果を組み合わせた理論モデリングの実験的テストを表すことになります。応用面では、この論文は、地球規模の量子通信ネットワークの重要な要素となることが期待される宇宙ベースの量子メモリに対する相対論的重力の影響の最初の分析を示しています。
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