光のハイブリッド量子もつれの生成

量子的対象と古典的対象の量子もつれは、量子力学の基礎研究と、量子情報処理への応用の可能性の観点から特に興味を持たれている。量子光学では、個々の光子は光の量子として扱われるが、コヒーレント状態は純粋状態の中で最も古典的なものと考えられている。最近、自由に伝播する場における1個の光子と1つのコヒーレント状態の量子もつれが、光学的量子情報処理の有用なリソースであることが分かった。しかし、そのような状態を作るにはきれいなクロス・カー非線形性が必要であるため、極端に難しいことも明らかになった。今回我々は、2つの別個の量子操作の重ね合わせを実現することにより、そうしたハイブリッド量子もつれを生成する方法を考案し、実験的に実証した。生成された状態は、2つの異なるタイプの状態間の量子もつれをはっきりと示している。今回の成果は、より大きなサイズのハイブリッド量子もつれの生成と、新たなタイプの量子ビットを使った効率的な量子情報処理の開発への道を開くものである。