巨視的量子重ね合わせのための連結グリーンバーガー=ホーン=ツァイリンガー状態の実験的実現

グリーンバーガー=ホーン=ツァイリンガー（GHZ）状態は、量子力学の基本的検証において重要な役割を果たし、量子増強高精度計測、フォールトトレラント量子計算、分散型量子ネットワークの主要なリソースの1つである。しかし、雑音の多い環境では、粒子数が増えると量子もつれが脆弱になる。最近、従来のGHZ状態の利点を保持しているが、雑音の多い環境では従来型よりロバストになる連結GHZ（C-GHZ）状態が提案された。今回我々は、3論理キュービットC-GHZ状態を実験的に作成している。さらに、単純な集団雑音下でC-GHZ状態の量子もつれの質のダイナミクスを評価することによって、C-GHZ状態が従来のGHZ状態よりもロバストであることを実証している。今回の研究によって、量子増強測定に不可欠なツールが得られ、巨視的な量子もつれを生成し操作する新しい手段が可能になる。また、今回の結果は、構成要素がGHZ状態である線形光学量子計算スキームにも有用である。