제퍼넷 로고

예리하지 않은 측정을 통해 여러 관찰자 간에 공유되는 노이즈에 강한 준비 컨텍스트

시간

함마드 앤워1, 나탈리 윌슨1, 랄프 실바2, 사디크 무하마드1, 아민 타바콜리3,4,5, 모하메드 부렌난1

1스톡홀름대학교 물리학과, S-10691 스톡홀름, 스웨덴
2취리히 ETH 취리히 이론 물리 연구소
3Département de Physique Appliquée, Université de Genève, CH-1211 제네바, 스위스
4양자 광학 및 양자 정보 연구소 – 오스트리아 과학 아카데미, IQOQI Vienna, Boltzmanngasse 3, 1090 Vienna, Austria
5원자 및 아원자 물리학 연구소, Vienna University of Technology, 1020 Vienna, Austria

이 논문이 흥미 롭거나 토론하고 싶습니까? SciRate에 댓글을 달거나 댓글 남기기.

추상

단일 물리적 시스템에서 비고전적 상관 관계를 독립적으로 수집하는 여러 관찰자는 양자 상관 관계를 가능하게 하는 시스템의 능력을 공유합니다. 우리는 많은 수의 독립적인 관찰자가 양자 이론의 상태 앙상블에 의해 활성화된 준비 상황별 결과 통계를 공유할 수 있음을 보여줍니다. 또한, 우리는 백색 잡음이 아무리 많이 존재하더라도 그러한 공유 준비 맥락성을 가능하게 하는 양자 앙상블이 존재함을 보여줍니다. 이 발견은 준비 상황에 대한 세 가지 공유 데모를 나타내는 광학 큐비트 앙상블에 순차적인 언샵 측정을 적용하여 실험적으로 실현되었습니다.

양자 자원을 측정하면 상태를 왜곡하는 대가로 정보를 추출합니다. 여기에서 우리는 고전적인 비상황적 모델이 실험실 관찰을 설명할 수 없는 방식으로 양자 앙상블에서 정보를 추출하는 동시에 그러한 추출을 다시 한 번 하지 못하도록 앙상블을 너무 많이 왜곡하지 않는 것을 목표로 합니다. 사실 우리는 단일 앙상블에서 맥락적 양자 상관관계를 무한정 여러 번 추출할 수 있음을 보여주고 광학 실험에서 비맥락성에 대한 세 가지 순차적 위반을 시연합니다.

► BibTeX 데이터

► 참고 문헌

[1] CA Fuchs 및 A. Peres, 양자 상태 교란 대 정보 이득: 양자 정보에 대한 불확실성 관계 Phys. Rev. A 53, 2038(1996).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.53.2038

[2] R. Gallego, LE Würflinger, R. Chaves, A. Acín, M. Navascués, 순차 상관 시나리오의 비국소성, New J. Phys. 16, 033037(2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​3/​033037

[3] C. Budroni, T. Moroder, M. Kleinmann 및 O. Gühne, Bounding Temporal Quantum Correlations, Phys. 레트 목사 111, 020403(2013).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.111.020403

[4] R. Silva, N. Gisin, Y. Guryanova 및 S. Popescu, 다중 관찰자는 최적의 약한 측정을 사용하여 얽힌 쌍의 절반의 비국소성을 공유할 수 있습니다. Phys. 레트 목사 114, 250401(2015).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.114.250401

[5] A. Tavakoli, A. Cabello, 측정되지 않은 시스템에 대한 양자 예측은 유한 메모리 고전 시스템인 Phys로 시뮬레이션할 수 없습니다. Rev. A 97, 032131(2018).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.97.032131

[6] PJ Brown 및 R. Colbeck 임의로 많은 독립 관찰자가 최대로 얽힌 단일 큐비트 쌍의 비국소성을 공유할 수 있습니다. Phys. 레트 목사 125, 090401(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.125.090401

[7] FJ Curchod, M. Johansson, R. Augusiak, MJ Hoban, P. Wittek 및 A. Acín, 측정 시퀀스를 사용한 무한 무작위성 인증, Phys. A 95, 020102(R)(2017) 개정판.
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.95.020102

[8] B. Coyle, MJ Hoban 및 E. Kashefi, 무한 난수의 단면 장치 독립 인증, EPTCS 273, 14-26(2018).
https : / /doi.org/ 10.4204 / EPTCS.273.2

[9] G. Foletto, L. Calderaro, A. Tavakoli, M. Schiavon, F. Picciariello, A. Cabello, P. Villoresi 및 G. Vallone, 연속 측정 후 지속되는 얽힘 및 비국소성의 실험적 인증, Phys. 개정 13, 044008(2020) 출원.
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevApplied.13.044008

[10] M. Schiavon, L. Calderaro, M. Pittaluga, G. Vallone 및 P. Villoresi, 2-큐비트 얽힌 상태에 대한 015010 관찰자 벨 부등식 위반, Quantum Sci. 기술. 2017 XNUMX(XNUMX).
https:// / doi.org/ 10.1088/ 2058-9565/ aa62be

[11] 엠제이. 후, ZY. 저우, XM. 후, CF. 리, 지씨. 구오, YS. Zhang, 최적의 약한 측정을 통해 하나의 얽힌 쌍으로 4명의 관찰자 간의 비국소성 공유 관찰, npj Quantum Information 63, 2018(XNUMX).
https : / /doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0115-x

[12] A. Bera, S. Mal, A. Sen De 및 U. Sen, 여러 관찰자에 의해 순차적으로 두 부분 얽힘 목격, Phys. A 98, 062304(2018) 개정판.
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.98.062304

[13] S. Sasmal, D. Das, S. Mal 및 AS Majumdar, 여러 관찰자 Phys가 단일 시스템을 순차적으로 조종합니다. A 98, 012305(2018) 개정판.
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.98.012305

[14] A. Shenoy H, S. Designolle, F. Hirsch, R. Silva, N. Gisin 및 N. Brunner, Einstein-Podolsky-Rosen 조정을 나타내는 관찰자의 무제한 시퀀스, Phys. Rev. A 99, 022317(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.99.022317

[15] K. 모한. A. Tavakoli 및 N. Brunner, 순차 랜덤 액세스 코드 및 양자 측정 기기의 자체 테스트, New J. Phys. 21 083034(2019).
https : / /doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab3773

[16] N. Miklin, J. Borkala 및 M. Pawlowski, 언샵 측정의 세미 장치 독립 자체 테스트, Phys. Rev. 연구 2, 033014(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevResearch.2.033014

[17] H. Anwer, S. Muhammad, W. Cherifi, N. Miklin, A. Tavakoli 및 M. Bourennane, Unsharp Qubit Observables의 실험적 특성화 및 양자 랜덤 액세스 코드를 통한 순차 측정 비호환성, Phys. 레트 목사 125, 080403(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.125.080403

[18] G. Foletto, L. Calderaro, G. Vallone 및 P. Villoresi, 순차적 양자 랜덤 액세스 코드의 실험적 시연, Phys. Rev. 연구 2, 033205(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevResearch.2.033205

[19] RW Spekkens, 준비, 변환 및 예리하지 않은 측정에 대한 컨텍스트 Phys. Rev. A 71, 052108(2005).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.71.052108

[20] RW Spekkens, 부정성 및 맥락성은 비고전성, Phys의 등가 개념입니다. 레트 목사 101, 020401(2008).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.101.020401

[21] RW Spekkens, DH Buzacott, AJ Keehn, B. Toner 및 GJ Pryde, 준비 상황이 Parity-Oblivious Multiplexing Phys를 강화합니다. 레트 목사 102, 010401(2009).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.102.010401

[22] MS Leifer 및 OJE Maroney, 양자 상태 및 맥락성에 대한 최대 인식론적 해석, Phys. 레트 목사 110, 120401(2013).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.110.120401

[23] M. Banik, SS Bhattacharya, A. Mukherjee, A. Roy, A. Ambainis 및 A. Rai, 양자 이론의 제한된 준비 맥락 및 Cirel'son 경계, Phys와의 관계. A 92, 030103(R)(2015) 개정.
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.92.030103

[24] S. Ghorai, AK Pan, n비트 패리티 인식 다중화 작업 Phys의 최적 양자 준비 상황. Rev. A 98, 032110(2018).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.98.032110

[25] A. Tavakoli 및 R. Uola, 측정 비호환성 및 조정은 운영 상황에 필요하고 충분합니다. Phys. Rev. 연구 2, 013011(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevResearch.2.013011

[26] D. Saha 및 A. Chaturvedi, 준비 상황: 양자 통신 이점의 근거, Phys. 개정 A 100, 022108(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.100.022108

[27] A. Tavakoli, E. Zambrini Cruzeiro, R. Uola 및 AA Abbott, 양자 이론의 문맥 상관 경계 및 시뮬레이션, PRX 양자 2, 020334(2021).
https : / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020334

[28] A. Chaturvedi, M. Farkas 및 V. Wright, 상황별 시나리오에서 양자 행동의 특성화 및 경계 설정, Quantum 5, 484(2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-06-29-484

[29] A. Hameedi, A. Tavakoli, B. Marques 및 M. Bourennane, 커뮤니케이션 게임은 준비 상황을 나타냅니다. Phys. 레트 목사 119, 220402(2017).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.119.220402

[30] MD Mazurek, MF Pusey, R. Kunjwal, KJ Resch 및 RW Spekkens, 비물리적 이상화가 없는 비맥락성에 대한 실험적 테스트, Nature Communications 7, 11780(2016).
https : / /doi.org/ 10.1038 / ncomms11780

[31] S. Kochen 및 EP Specker, 양자 역학의 숨겨진 변수 문제, Indiana University Mathematics Journal, 17, 59(1967).

[32] N. Harrigan, RW Spekkens, Einstein, Incompleteness, and the Epistemic View of Quantum States, Found Phys (2010) 40, 125 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-009-9347-0

[33] A. Ambainis, A. Nayak, A. Ta-Shma, U. Vazirani, Dense quantum coding and a lower bound for 1-way quantum automata, Proceedings of the 31st Annual ACM Symposium on Theory of Computing (STOC'99), 376 -383 (1999).
https : / /doi.org/ 10.1145 / 301250.301347

[34] A. Tavakoli, A. Hameedi, B. Marques 및 M. Bourennane, 단일 d- 레벨 시스템을 사용하는 양자 랜덤 액세스 코드, Phys. Lett. 114, 170502 (2015).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.114.170502

[35] A. Chailloux, I. Kerenidis, S. Kundu 및 J. Sikora, 패리티 무시 랜덤 액세스 코드에 대한 최적 경계, New J. Phys. 18, 045003(2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​4/​045003

[36] 노이즈를 유발하는 Bob의 측정 장치를 대안으로 고려할 수 있습니다. 그러나 이것은 시끄러운 준비보다 덜 해롭습니다. 그 이유는 Alice의 준비가 시끄럽다면 모든 Bob의 측정으로 인해 상관 관계가 약해지는 반면, 대신 Bob 중 하나(또는 여러 개)가 때때로 의도한 측정을 수행하지 못하면 다음 Bob에게 릴레이된 상태가 더 높은 정도를 유지하기 때문입니다. 일관성을 유지하고 더 강한 상관 관계를 관찰하게 합니다.

[37] A. Kumari와 AK Pan, 같은 종류의 Bell 표현, Phys를 사용하여 비국소성 및 중요하지 않은 준비 맥락 공유. A 100, 062130(2019) 개정.
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.100.062130

인용

[1] Karthik Mohan, Armin Tavakoli, Nicolas Brunner, "양자 측정 기기의 순차 랜덤 액세스 코드 및 자체 테스트", 물리 학회지 21 8, 083034 (2019).

[2] Giulio Foletto, Luca Calderaro, Armin Tavakoli, Matteo Schiavon, Francesco Picciariello, Adán Cabello, Paolo Villoresi 및 Giuseppe Vallone, "순차 측정 후 지속되는 얽힘 및 비국소성에 대한 실험적 인증", 물리적 검토 적용 13 4, 044008 (2020).

[3] Hammad Anwer, Sadiq Muhammad, Walid Cherifi, Nikolai Miklin, Armin Tavakoli, Mohamed Bourennane, "양자 랜덤 액세스 코드를 통한 언샵 큐빗 관측물의 실험적 특성화 및 순차 측정 비호환성", 물리적 검토 서한 125 8, 080403 (2020).

[4] Ananda G. Maity, Debarshi Das, Arkaprabha Ghosal, Arup Roy 및 AS Majumdar, "여러 순차 관찰자에 의한 진정한 삼자 얽힘의 감지", 물리적 검토 A 101 4, 042340 (2020).

[5] Costantino Budroni, Adán Cabello, Otfried Gühne, Matthias Kleinmann, Jan-Åke Larsson,“양자 상황 성”, arXiv : 2102.13036.

[6] Asmita Kumari와 AK Pan, "동일한 벨 표현 패밀리를 사용하여 비국소성과 비사소한 준비 맥락 공유", 물리적 검토 A 100 6, 062130 (2019).

[7] Shashank Gupta, Ananda G. Maity, Debarshi Das, Arup Roy 및 AS Majumdar, "여러 순차 관찰자에 의한 XNUMX큐비트 상태의 정품 Einstein-Podolsky-Rosen 조정", 물리적 검토 A 103 2, 022421 (2021).

[8] Armin Tavakoli, Emmanuel Zambrini Cruzeiro, Roope Uola 및 Alastair A. Abbott, "양자 이론에서 문맥 상관 관계의 경계 및 시뮬레이션", PRX 퀀텀 2 2, 020334 (2021).

[9] Debarshi Das, Arkaprabha Ghosal, Ananda G. Maity, Som Kanjilal 및 Arup Roy, "무한한 관찰자 쌍은 단일 큐비트 쌍으로 랜덤 액세스 코드에서 양자 이점을 얻을 수 있습니다.", arXiv : 2101.01227.

[10] Gautam Sharma, Sk Sazim 및 Shiladitya Mal, "미세한 불확실성이 준비 상황을 결정합니다", arXiv : 1905.09695.

[11] Shihui Wei, Fenzhuo Guo, Fei Gao, Qiaoyan Wen, "3 → 1 순차 양자 랜덤 액세스 코드를 사용하여 언샵 측정이 있는 XNUMX개의 블랙박스 인증", 물리 학회지 23 5, 053014 (2021).

위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2021-09-28 13:19:09). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

가져올 수 없습니다 Crossref 인용 자료 마지막 시도 중 2021-09-28 13:19:07 : Crossref에서 10.22331 / q-2021-09-28-551에 대한 인용 데이터를 가져올 수 없습니다. DOI가 최근에 등록 된 경우 이는 정상입니다.

PlatoAi. Web3 재창조. 데이터 인텔리전스 증폭.
액세스하려면 여기를 클릭하십시오.

출처 : https://quantum-journal.org/papers/q-2021-09-28-551/

spot_img

최신 인텔리전스

spot_img