1Instituut voor Theoretische Fysica, Uniwersity of Wroclaw, Plac Maxa Borna 9, 50-204 Wrocław, Polen
2RCPTM, Joint Laboratory of Optics of Palacký University en Institute of Physics of CAS, Faculteit Wetenschappen, Palacký University, 17. listopadu 12, 771 46 Olomouc, Tsjechië
3Instituut voor Fysica van de Tsjechische Academie van Wetenschappen, Gezamenlijk Laboratorium voor Optica van Palacký University en Instituut voor Fysica van CAS, 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, Tsjechië
4Instituut voor Theoretische Fysica en Astrofysica, Faculteit Wiskunde, Natuurkunde en Informatica, Universiteit van Gdańsk, 80-308 Gdańsk, Polen
5International Center for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk, 80-308 Gdańsk, Polen
6MTA Atomki Lendület Quantum Correlations Research Group, Institute for Nuclear Research, PO Box 51, H-4001 Debrecen, Hongarije
Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.
Abstract
In dit werk bestuderen we een onlangs voorgestelde operationele maatstaf van niet-lokaliteit door Fonseca en Parisio [Phys. Rev. A 92, 030101 (R) (2015)] die de waarschijnlijkheid beschrijft van schending van lokaal realisme onder willekeurig gesamplede waarnemingen, en de sterkte van een dergelijke schending zoals beschreven door weerstand tegen bijmenging van witte ruis. Hoewel onze kennis met betrekking tot deze hoeveelheden theoretisch goed is vastgesteld, is de experimentele tegenhanger een aanzienlijk moeilijkere taak en is er op dit gebied zeer weinig gedaan. Het wordt veroorzaakt door het gebrek aan volledige kennis over de facetten van de lokale polytoop die nodig zijn voor de analyse. In dit artikel stellen we een eenvoudige procedure voor om beide grootheden experimenteel te bepalen voor pure toestanden van $ N $ -qubit, gebaseerd op de onvolledige reeks strakke Bell-ongelijkheden. We laten zien dat de onnauwkeurigheid die uit deze benadering voortvloeit, even groot is als de mogelijke meetfouten. We laten ook zien dat zelfs met zowel een willekeurig gekozen $ N $ -qubit pure toestand als willekeurig gekozen meetbasissen, een schending van het lokale realisme experimenteel bijna $ 100% $ van de tijd kan worden gedetecteerd. Naast andere toepassingen biedt ons werk een haalbaar alternatief voor het waarnemen van echte meerpartijenverstrengeling zonder uitgelijnde referentiekaders.
► BibTeX-gegevens
► Referenties
[1] JS Bell. Over de eistein podolsky rosen paradox. Physics, 1: 195, 1964. 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195
[2] A. Einstein, B. Podolsky en N. Rosen. Kan de kwantummechanische beschrijving van de fysieke werkelijkheid als compleet worden beschouwd? Phys. Rev., 47: 777, 1935. 10.1103 / PhysRev.47.777.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.47.777
[3] A. Aspect. Bell's ongelijkheidstest: idealer dan ooit. Nature, 398: 189, 1999. https: / / doi.org/ 10.1038 / 18296.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 18296
[4] N. Brunner, D. Cavalcanti, S. Pironio, V. Scarani en S. Wehner. Bell nonlocality. Rev. Mod. Phys., 86: 419, 2014. 10.1103 / RevModPhys.86.419.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419
[5] CH Bennet en G. Brassard. Kwantumcryptografie: distributie van openbare sleutels en het opgooien van munten. In Proceedings of IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing, pagina 175, New York, VS, 1984. IEEE.
[6] Artur K. Ekert. Kwantumcryptografie op basis van de stelling van Bell. Phys. Rev. Lett., 67: 661, 1991. 10.1103 / PhysRevLett.67.661.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661
[7] Harry Buhrman, Richard Cleve, Serge Massar en Ronald de Wolf. Niet-lokale en communicatiecomplexiteit. Rev. Mod. Phys., 82: 665, 2010. 10.1103 / RevModPhys.82.665.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.665
[8] S. Pironio, A. Acín, S. Massar, A. Boyer de la Giroday, DN Matsukevich, P. Maunz, S. Olmschenk, D. Hayes, L. Luo, TA Manning, en C. Monroe. Willekeurige nummers gecertificeerd door de stelling van Bell. Nature, 464: 1021, 2010. https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008
[9] A. Acín, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio en V. Scarani. Apparaatonafhankelijke beveiliging van kwantumcryptografie tegen collectieve aanvallen. Phys. Rev. Lett., 98: 230501, 2007. 10.1103 / PhysRevLett.98.230501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
[10] Rafael Rabelo, Melvyn Ho, Daniel Cavalcanti, Nicolas Brunner en Valerio Scarani. Apparaatonafhankelijke certificering van verstrengelde metingen. Phys. Rev. Lett., 107: 050502, 2011. 10.1103 / PhysRevLett.107.050502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.050502
[11] AA Méthot en V. Scarani. Een anomalie van niet-lokaliteit. Quantum Inf. Comput., 7: 157, 2007.
[12] Y.-C. Liang, N. Harrigan, SD Bartlett en T. Rudolph. Niet-klassieke correlaties van willekeurig gekozen lokale metingen. Phys. Rev. Lett., 104: 050401, 2010. 10.1103 / PhysRevLett.104.050401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.050401
[13] JJ Wallman, Y.-C. Liang en SD Bartlett. Genereren van niet-klassieke correlaties zonder metingen volledig uit te lijnen. Phys. Rev. A, 83: 022110, 2011. 10.1103 / PhysRevA.83.022110.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.022110
[14] EA Fonseca en F. Parisio. Maatstaf van niet-lokaliteit die maximaal is voor maximaal verstrengelde qutrits. Phys. Rev. A, 92: 030101 (R), 2015. 10.1103 / PhysRevA.92.030101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.030101
[15] A. de Rosier, J. Gruca, F. Parisio, T. Vértesi en W. Laskowski. Meerdelige niet-lokale en willekeurige metingen. Phys. Rev. A, 96: 012101, 2017. 10.1103 / PhysRevA.96.012101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.012101
[16] Artur Barasiński en Mateusz Nowotarski. Volume van schending van ongelijkheden van het kloktype als maatstaf voor niet-lokaliteit. Phys. Rev.A, 98: 022132, 2018. 10.1103 / PhysRevA.98.022132.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022132
[17] Alejandro Fonseca, Anna de Rosier, Tamás Vértesi, Wiesław Laskowski en Fernando Parisio. Onderzoek naar de niet-lokale bel van een paar verstrengelde qudits. Phys. Rev.A, 98: 042105, 2018. 10.1103 / PhysRevA.98.042105.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.042105
[18] Artur Barasiński, Antonín Černoch, Karel Lemr en Jan Soubusta. Echte tripartiete niet-lokaliteit voor willekeurige metingen in staten van de greenberger-horne-zeilinger-klasse en de experimentele test ervan. Phys. Rev.A, 101: 052109, 2020 / PhysRevA.10.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.052109
[19] V. Lipinska, F. Curchod, A. Máttar en A. Acín. Naar een gelijkwaardigheid tussen maximale verstrengeling en maximale kwantum non-lokaliteit. New J. Phys., 20: 063043, 2018. 10.1088 / 1367-2630 / aaca22.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aaca22
[20] Anna de Rosier, Jacek Gruca, Fernando Parisio, Tamás Vértesi en Wiesław Laskowski. Kracht en typering van niet-lokaliteit in scenario's met meerdere instellingen en meerpartijen. Phys. Rev.A, 101: 012116, 2020. 10.1103 / PhysRevA.101.012116.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012116
[21] Thomas Cope en Roger Colbeck. Bell-ongelijkheden door niet-signaleringsverdelingen. Phys. Rev.A, 100: 022114, 2019. 10.1103 / PhysRevA.100.022114.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022114
[22] Shih-Xian Yang, Gelo Noel Tabia, Pei-Sheng Lin en Yeong-Cherng Liang. Apparaatonafhankelijke certificering van meervoudige verstrengeling met behulp van metingen uitgevoerd in willekeurig gekozen drieklanken. Phys. Rev.A, 102: 022419, 2020 / PhysRevA.10.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.022419
[23] Jacek Gruca, Wiesław Laskowski, Marek Żukowski, Nikolai Kiesel, Witlef Wieczorek, Christian Schmid en Harald Weinfurter. Niet-klassieke drempels voor multiqubit-toestanden: numerieke analyse. Phys. Rev. A, 82: 012118, 2010. 10.1103 / PhysRevA.82.012118.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.82.012118
[24] Z. Hradil. Quantum-state schatting. Phys. Rev. A, 55: R1561, 1997. 10.1103 / PhysRevA.55.R1561.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.R1561
[25] Pei-Sheng Lin, Denis Rosset, Yanbao Zhang, Jean-Daniel Bancal en Yeong-Cherng Liang. Apparaatonafhankelijke puntschatting van eindige gegevens en de toepassing ervan tot apparaatonafhankelijke eigenschapsschatting. Phys. Rev.A, 97: 032309, 2018. 10.1103 / PhysRevA.97.032309.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032309
[26] P. Shadbolt, T. Vértesi, Y.-C. Liang, C. Branciard, N. Brunner en JL O'Brien. Gegarandeerde schending van een belongelijkheid zonder uitgelijnde referentieframes of gekalibreerde apparaten. Sci. Rep., 2: 470, 2012. https: / / doi.org/ 10.1038 / srep00470.
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep00470
[27] Joshua A Slater, Cyril Branciard, Nicolas Brunner en Wolfgang Tittel. Apparaatafhankelijke en apparaatonafhankelijke kwantumsleutelverdeling zonder een gedeeld referentieframe. New J. Phys., 16: 043002, 2014. 10.1088 / 1367-2630 / 16/4/043002.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/043002
[28] JF Clauser, MA Horne, A. Shimony en RA Holt. Voorgesteld experiment om lokale theorieën over verborgen variabelen te testen. Phys. Rev. Lett., 23: 880, 1969. 10.1103 / PhysRevLett.23.880.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880
[29] I. Pitowsky en K. Svozil. Optimale tests van kwantum-niet-lokaliteit. Phys. Rev. A, 64: 014102, 2001. 10.1103 / PhysRevA.64.014102.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.014102
[30] C. Śliwa. Symmetrieën van de ongelijkheden in de belcorrelatie. Phys. Lett. A, 317: 165, 2003. 10.1016 / S0375-9601 (03) 01115-0.
https://doi.org/10.1016/S0375-9601(03)01115-0
[31] Stephen Boyd en Lieven Vandenberghe. Convexe optimalisatie. Cambridge University Press, 2004.
[32] I. Pitowsky. Quantum Probability - Quantum Logic, volume 321. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1989.
[33] S. Pironio. Ongelijkheden in de bel opheffen. J. Math. Phys., 46: 062112, 2005. https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1928727.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1928727
[34] W. Laskowski, T. Vértesi en M. Wieśniak. Zeer ruisbestendige multiqubit-kwantumcorrelaties. J. Phys. A: wiskunde. Theor., 48: 465301, 2015. https: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8113 / 48/46/465301.
https://doi.org/10.1088/1751-8113/48/46/465301
[35] Kamil Kostrzewa, Wiesław Laskowski en Tamás Vértesi. Het opsporingsgat dichten in meerdelige belexperimenten met een beperkt aantal efficiënte detectoren. Phys. Rev.A, 98: 012138, 2018. 10.1103 / PhysRevA.98.012138.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012138
[36] FJ Curchod, N. Gisin en Y.-C. Liang. Kwantificering van niet-lokale multipartite via de grootte van de resource. Phys. Rev. A, 91: 012121, 2015. 10.1103 / PhysRevA.91.012121.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.012121
[37] C. Jebarathinam, Jui-Chen Hung, Shin-Liang Chen en Yeong-Cherng Liang. Maximale schending van een brede klasse van belongelijkheden en de implicaties daarvan voor zelftesten. Phys. Rev. Research, 1: 033073, 2019 / PhysRevResearch.10.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.033073
[38] J. Matoušek, M. Sharir en E. Welzl. Een subexponentiële koers naar lineaire programmering. Algorithmica, 16: 498, 1996. https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01940877.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01940877
[39] W. Dür, G. Vidal en JI Cirac. Drie qubits kunnen op twee ongelijke manieren met elkaar verstrikt raken. Phys. Rev. A, 62: 062314, 2000. 10.1103 / PhysRevA.62.062314.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.062314
[40] A. Barasiński, A. Černoch, K. Lemr en J. Soubusta. Experimentele verificatie van tijdvolgorde-afhankelijke correlaties in drie-qubit greenberger-horne-zeilinger-klasse staten. Phys. Rev.A, 99: 042123, 2019 / PhysRevA.10.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042123
[41] RF Werner en MM Wolf. All-multipartite bell-correlation-ongelijkheden voor twee dichotomische observabelen per site. Phys. Rev. A, 64: 032112, 2001. 10.1103 / PhysRevA.64.032112.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.032112
[42] D. Collins en N. Gisin. Een relevante twee qubit-belongelijkheid die niet gelijk is aan de CHSH-ongelijkheid. J. Phys. A, 37: 1775, 2004. https: / / doi.org/ 10.1088 / 0305-4470 / 37/5/021.
https://doi.org/10.1088/0305-4470/37/5/021
[43] M. Hein, J. Eisert en HJ Briegel. Verstrengeling van meerdere partijen in grafiektoestanden. Phys. Rev. A, 69: 062311, 2004. 10.1103 / PhysRevA.69.062311.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.69.062311
[44] Paul G. Kwiat, Edo Waks, Andrew G. White, Ian Appelbaum en Philippe H. Eberhard. Ultraheldere bron van in polarisatie verstrengelde fotonen. Phys. Rev. A, 60: R773, 1999. 10.1103 / PhysRevA.69.062311.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.69.062311
[45] Miroslav Ježek, Jaromír Fiurášek en Zdeněk Hradil. Kwantum-gevolgtrekking van toestanden en processen. Phys. Rev. A, 68: 012305, 2003. 10.1103 / PhysRevA.68.012305.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.012305
[46] Antonín Černoch, Jan Soubusta, Lucie Bartůšková, Miloslav Dušek en Jaromír Fiurášek. Experimentele realisatie van lineair-optische deelwisselpoorten. Phys. Rev. Lett., 100: 180501, 2008. 10.1103 / PhysRevLett.100.180501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.100.180501
[47] K. Życzkowski en M. Kuś. Willekeurige unitaire matrices. J. Phys. A, 27: 4235, 1994. https: / / doi.org/ 10.1088 / 0305-4470 / 27/12/028.
https://doi.org/10.1088/0305-4470/27/12/028
Geciteerd door
Dit artikel is gepubliceerd in Quantum onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationaal (CC BY 4.0) licentie. Het auteursrecht blijft berusten bij de oorspronkelijke houders van auteursrechten, zoals de auteurs of hun instellingen.
Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://quantum-journal.org/papers/q-2021-04-14-430/
