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Separability Properties of Three-mode Gaussian States

University of Innsbruck, Innsbruck, Tyrol, Austria
Physical Review A (Impact Factor: 2.81). 03/2001; 64(5). DOI: 10.1103/PhysRevA.64.052303
Source: arXiv

ABSTRACT

We derive a necessary and sufficient condition for the separability of tripartite three mode Gaussian states, that is easy to check for any such state. We give a classification of the separability properties of those systems and show how to determine for any state to which class it belongs. We show that there exist genuinely tripartite bound entangled states and point out how to construct and prepare such states. Comment: 11 pages, 2 figures (.eps); results extended to 1x1xn modes; references updated; version to appear in Phys. Rev. A

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Available from: Maciej Lewenstein, Apr 18, 2015
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    • "To discriminate class 1, 2 and 3, the PPT criterion is enough. To discriminate between class 4 and 5 we will use the operational necessary and sufficient criterion for full separability given in [20]. The results we obtain are summarize in Figure 3 where we depict as a function of the temperature T through n(T ) = 1/ tanh (ω/2T ) and coupling κ, the different entanglement types created between the atomic samples. "
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    ABSTRACT: We analyze multipartite entanglement between atomic ensembles within quantum matter-light interfaces. In our proposal, a polarized light beam crosses sequentially several polarized atomic ensembles impinging on each of them at a given angle \alpha_i. These angles are crucial parameters for shaping the entanglement since they are directly connected to the appropriate combinations of the collective atomic spins that are squeezed. We exploit such scheme to go beyond the pure state paradigm proposing realistic experimental settings to address multipartite mixed state entanglement in continuous variables.
    Preview · Article · Nov 2011 · New Journal of Physics
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    ABSTRACT: Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Theorie einer Quanten-Schnittstelle zwischen Licht und Materie basierend auf dem Kerr-Effekt, wie er in der dispersiven Wechselwirkung zwischen gepulstem Laserlicht und spinpolarisierten Atomen auftritt. Der Streuprozess kann mit Hilfe eines einfachen, aber vollkommen quantenmechanischen Modells beschrieben werden, das nur einige wenige bosonische Moden involviert, die sich auf ransversale Spinkomponenten und Quadraturen forwärtsgestreuten Lichtes beziehen. Auf Basis dieses Modells werden Protokolle erstellt, die es erlauben, verschränkte Zustände zwischen Licht und Atomen zu erzeugen und diese zur Teleportation von Quantenzuständen des Lichts auf Atome zu verwenden. Darüberhinaus präsentieren wir ein Protokoll für den Austausch des Zustandes zwischen Licht und Atomen, was einen Quantenspeicher für den Zustand des Lichtfeldes ermöglicht. Für beides, die Speicherung und Teleportation von kohärenten Zustanden beweisen wir eine Schranke für die mittlere Fidelity, die mit rein klassischen Mitteln erreicht werden kann. Beide Protokolle erlauben es, diese Schranke signifikant zu verletzen und damit einen Gewinn in der Benutzung von Quantenstrategien zu demonstrieren. Unter gewöhnlichen experimentellen Bedingungen ist der Anfangszustand von Licht und Atomen gausssch und die gegebene Wechselwirkung erhält diese Eigenschaft. Motiviert durch diese Beobachtung wird in diesem Kontext untersucht, wie eine gegebene Wechselwirkung dazu benützt werden kann, eine andere zu simulieren und mit optimaler Rate Verschränkung zu erzeugen. Die Resultate werden dazu verwendet, Protokolle zu konstruieren, die auf mehreren Passagen des Lichtes durch ein atomares Ensemble beruhen.
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    ABSTRACT: We show that one single-mode squeezed state distributed among $N$ parties using linear optics suffices to produce a truly $N$-partite entangled state for any nonzero squeezing and arbitrarily many parties. From this $N$-partite entangled state, via quadrature measurements of $N$-${}2$ modes, bipartite entanglement between any two of the $N$ parties can be ``distilled,'' which enables quantum teleportation with an experimentally determinable fidelity better than could be achieved in any classical scheme.
    Preview · Article · May 2000 · Physical Review Letters
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