再構成可能なフォトニック回路によるエンタングルメントと混合の生成、操作および測定

エンタングルメントは、将来の量子技術の中核になると考えられる典型的な量子力学的現象であり、基礎的な科学研究の対象になっている。ノイズに起因する混合は、環境との相互作用による望まれぬ結果であることが多いが、原理的にも興味深く、いくつかの生物学的過程に関与しているとの説も出されている。今回我々は、あらゆる量のエンタングルメントを有する純粋な二光子状態やあらゆる量の混合を有する任意の単一光子状態を生成し完全に特徴づけできる集積導波路デバイスについて報告する。このデバイスは、8つの電圧制御位相シフターを持つ再構成可能な集積量子フォトニック回路からなる。我々は、無作為に選ばれた何千という構成について、このデバイスが高い忠実度で機能することを実証している。我々は、最大エンタングルメント状態と非最大エンタングルメント状態を生成し、部分的エンタングルメント状態の連続体でベル型不等式を破り、任意の一量子ビット混合状態の生成を実証している。