1Afdeling Natuurkunde, Universiteit van Stockholm, S-10691 Stockholm, Zweden
2Instituut voor theoretische fysica, ETH Zürich, Zwitserland
3Département de Physique Appliquée, Université de Genève, CH-1211 Genève, Zwitserland
4Institute for Quantum Optics and Quantum Information - IQOQI Wenen, Oostenrijkse Academie van Wetenschappen, Boltzmanngasse 3, 1090 Wenen, Oostenrijk
5Instituut voor Atoom- en Subatomaire Fysica, Technische Universiteit Wenen, 1020 Wenen, Oostenrijk
Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.
Abstract
Meerdere waarnemers die onafhankelijk niet-klassieke correlaties van een enkel fysiek systeem oogsten, delen het vermogen van het systeem om kwantumcorrelaties mogelijk te maken. We laten zien dat een willekeurig aantal onafhankelijke waarnemers de voorbereidende contextuele uitkomststatistieken kunnen delen die mogelijk zijn gemaakt door toestandensembles in de kwantumtheorie. Verder laten we zien dat er zelfs in de aanwezigheid van enige hoeveelheid witte ruis kwantumensembles bestaan die een dergelijke gedeelde voorbereidingscontextualiteit mogelijk maken. De bevindingen zijn experimenteel gerealiseerd door opeenvolgende onscherpe metingen toe te passen op een optisch qubit-ensemble dat drie gedeelde demonstraties van voorbereidingscontextualiteit onthult.
Populaire samenvatting
► BibTeX-gegevens
► Referenties
[1] CA Fuchs en A. Peres, Quantum-state verstoring versus informatieversterking: onzekerheidsrelaties voor kwantuminformatie 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, Nonlocality in sequentiële correlatiescenario's, New J. Phys. 16, 033037 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/3/033037
[3] C. Budroni, T. Moroder, M. Kleinmann en O. Gühne, Bounding Temporal Quantum Correlations, Phys. ds. Lett. 111, 020403 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.020403
[4] R. Silva, N. Gisin, Y. Guryanova en S. Popescu, meerdere waarnemers kunnen de niet-lokaliteit van de helft van een verstrengeld paar delen door gebruik te maken van optimale zwakke metingen, Phys. ds. Lett. 114, 250401 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.250401
[5] A. Tavakoli, A. Cabello, Kwantumvoorspellingen voor een ongemeten systeem kunnen niet worden gesimuleerd met een eindig-geheugen klassiek systeem, Phys. Rev. A 97, 032131 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032131
[6] PJ Brown en R. Colbeck Willekeurig veel onafhankelijke waarnemers kunnen de non-lokaliteit van een enkel maximaal verstrengeld Qubit-paar delen, Phys. ds. Lett. 125, 090401 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.090401
[7] FJ Curchod, M. Johansson, R. Augusiak, MJ Hoban, P. Wittek en A. Acín, Unbounded randomness-certificering met behulp van reeksen metingen, Phys. Rev. A 95, 020102(R) (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.020102
[8] B. Coyle, MJ Hoban en E. Kashefi, eenzijdige apparaatonafhankelijke certificering van onbeperkte willekeurige getallen, 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 en G. Vallone, experimentele certificering van aanhoudende verstrengeling en niet-lokaliteit na opeenvolgende metingen, Phys. Rev. Toegepast 13, 044008 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.13.044008
[10] M. Schiavon, L. Calderaro, M. Pittaluga, G. Vallone en P. Villoresi, Drie-waarnemer Bell-ongelijkheidsschending op een twee-qubit verstrengelde staat, Quantum Sci. technologie. 2 015010 (2017).
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/aa62be
[11] MJ. Hé, ZY. Zhou, XM. Hu, CF. Li, GC. Guo, en YS. Zhang, Observatie van niet-lokaliteitsdeling tussen drie waarnemers met één verstrengeld paar via optimale zwakke meting, npj Quantum Information 4, 63 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0115-x
[12] A. Bera, S. Mal, A. Sen De en U. Sen, achtereenvolgens getuige van bipartiete verstrengeling door meerdere waarnemers, Phys. Rev. A 98, 062304 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.062304
[13] S. Sasmal, D. Das, S. Mal en AS Majumdar, Een enkel systeem achtereenvolgens besturen door meerdere waarnemers, Phys. Rev. A 98, 012305 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012305
[14] A. Shenoy H, S. Designolle, F. Hirsch, R. Silva, N. Gisin en N. Brunner, Onbegrensde reeks waarnemers met Einstein-Podolsky-Rosen-besturing, Phys. Rev. A 99, 022317 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.022317
[15] K. Mohan. A. Tavakoli en N. Brunner, Sequentiële willekeurige toegangscodes en zelftesten van kwantummeetinstrumenten, New J. Phys. 21 083034 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab3773
[16] N. Miklin, J. Borkala en M. Pawlowski, semi-apparaatonafhankelijke zelftest van onscherpe metingen, Phys. Rev. Onderzoek 2, 033014 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033014
[17] H. Anwer, S. Muhammad, W. Cherifi, N. Miklin, A. Tavakoli en M. Bourennane, experimentele karakterisering van onscherpe Qubit-waarneembare en sequentiële metingsincompatibiliteit via Quantum Random Access Codes, Phys. ds. Lett. 125, 080403 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.080403
[18] G. Foletto, L. Calderaro, G. Vallone en P. Villoresi, Experimentele demonstratie van sequentiële quantum-random toegangscodes, Phys. Rev. Onderzoek 2, 033205 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033205
[19] RW Spekkens, Contextualiteit voor preparaties, transformaties en onscherpe metingen Phys. Rev. A 71, 052108 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.052108
[20] RW Spekkens, Negativiteit en Contextualiteit zijn equivalente begrippen van niet-klassiek, Phys. ds. Lett. 101, 020401 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.020401
[21] RW Spekkens, DH Buzacott, AJ Keehn, B. Toner en GJ Pryde, voorbereiding Contextualiteit Powers Parity-Oblivious Multiplexing Phys. ds. Lett. 102, 010401 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.010401
[22] MS Leifer en OJE Maroney, Maximally Epistemic Interpretations of the Quantum State and Contextuality, Phys. ds. Lett. 110, 120401 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.120401
[23] M. Banik, SS Bhattacharya, A. Mukherjee, A. Roy, A. Ambainis en A. Rai, Beperkte voorbereidingscontextualiteit in de kwantumtheorie en zijn relatie tot de Cirel'son-gebonden, Phys. Rev. A 92, 030103(R) (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.030103
[24] S. Ghorai, AK Pan, Optimale contextualiteit voor kwantumvoorbereiding in een n-bit pariteit-onwetende multiplextaak Phys. Rev. A 98, 032110 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.032110
[25] A. Tavakoli en R. Uola, Metingsincompatibiliteit en -sturing zijn noodzakelijk en voldoende voor operationele contextualiteit, Phys. Rev. Onderzoek 2, 013011 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.013011
[26] D. Saha en A. Chaturvedi, Voorbereiding contextualiteit: de grond van kwantumcommunicatievoordeel, Phys. Rev. A 100, 022108 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022108
[27] A. Tavakoli, E. Zambrini Cruzeiro, R. Uola en AA Abbott, Begrenzende en simuleren van contextuele correlaties in de kwantumtheorie, PRX Quantum 2, 020334 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020334
[28] A. Chaturvedi, M. Farkas en V. Wright, Karakterisering en begrenzing van de reeks kwantumgedragingen in contextualiteitsscenario's, Quantum 5, 484 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-06-29-484
[29] A. Hameedi, A. Tavakoli, B. Marques en M. Bourennane, Communicatiespellen onthullen contextualiteit van voorbereiding, Phys. ds. Lett. 119, 220402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.220402
[30] MD Mazurek, MF Pusey, R. Kunjwal, KJ Resch en RW Spekkens, een experimentele test van niet-contextualiteit zonder onfysische idealiseringen, Nature Communications 7, 11780 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms11780
[31] S. Kochen, en EP Specker, The Problem of Hidden Variables in Quantum Mechanics, Indiana University Mathematics Journal, 17, 59 (1967).
[32] N. Harrigan en 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, en M. Bourennane, Quantum random access codes met gebruikmaking van enkelvoudige d-Level systemen, Phys. Rev. Lett. 114, 170502 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.170502
[35] A. Chailloux, I. Kerenidis, S. Kundu en J. Sikora, Optimale grenzen voor pariteit-onwetende willekeurige toegangscodes, New J. Phys. 18, 045003 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/4/045003
[36] Je zou ook kunnen denken aan de meetapparatuur van de Bobs die de ruis induceert. Dit is echter minder schadelijk dan luidruchtige voorbereidingen. De reden is dat als Alice's voorbereidingen luidruchtig zijn, de correlaties als gevolg van alle Bobs-metingen zwakker zijn, terwijl als in plaats daarvan een (of veel) van de Bobs soms de beoogde meting niet uitvoert, de toestand die wordt doorgegeven aan de volgende Bob een hogere graad behoudt van coherentie en leidt ertoe dat hij sterkere correlaties waarneemt.
[37] A. Kumari en AK Pan, Niet-lokale en niet-triviale voorbereidingscontextualiteit delen met dezelfde familie van Bell-uitdrukkingen, Phys. Rev. A 100, 062130 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.062130
Geciteerd door
[1] Karthik Mohan, Armin Tavakoli en Nicolas Brunner, "Sequentiële willekeurige toegangscodes en zelftesten van kwantummeetinstrumenten", Nieuw tijdschrift voor natuurkunde 21 8, 083034 (2019).
[2] Giulio Foletto, Luca Calderaro, Armin Tavakoli, Matteo Schiavon, Francesco Picciariello, Adán Cabello, Paolo Villoresi en Giuseppe Vallone, "Experimentele certificering van aanhoudende verstrengeling en niet-lokaliteit na opeenvolgende metingen", Fysieke beoordeling toegepast 13 4, 044008 (2020).
[3] Hammad Anwer, Sadiq Muhammad, Walid Cherifi, Nikolai Miklin, Armin Tavakoli en Mohamed Bourennane, "Experimentele karakterisering van onscherpe Qubit-waarneembare en sequentiële metingsincompatibiliteit via Quantum Random Access-codes", Fysieke beoordelingsbrieven 125 8, 080403 (2020).
[4] Ananda G. Maity, Debarshi Das, Arkaprabha Ghosal, Arup Roy en AS Majumdar, "Detectie van echte tripartiete verstrengeling door meerdere opeenvolgende waarnemers", Fysieke beoordeling A 101 4, 042340 (2020).
[5] Costantino Budroni, Adán Cabello, Otfried Gühne, Matthias Kleinmann en Jan-Åke Larsson, "Quantum Contextualiteit", arXiv: 2102.13036.
[6] Asmita Kumari en AK Pan, "Niet-lokale en niet-triviale voorbereidingscontextualiteit delen met dezelfde familie van Bell-uitdrukkingen", Fysieke beoordeling A 100 6, 062130 (2019).
[7] Shashank Gupta, Ananda G. Maity, Debarshi Das, Arup Roy en AS Majumdar, "Echte Einstein-Podolsky-Rosen-besturing van drie-qubit-toestanden door meerdere opeenvolgende waarnemers", Fysieke beoordeling A 103 2, 022421 (2021).
[8] Armin Tavakoli, Emmanuel Zambrini Cruzeiro, Roope Uola en Alastair A. Abbott, "Bounding and Simulating Contextual Correlations in Quantum Theory", PRX Quantum 2 2, 020334 (2021).
[9] Debarshi Das, Arkaprabha Ghosal, Ananda G. Maity, Som Kanjilal en Arup Roy, "Onbegrensde waarnemersparen kunnen kwantumvoordeel behalen in willekeurige toegangscodes met een enkel paar qubits", arXiv: 2101.01227.
[10] Gautam Sharma, Sk Sazim en Shiladitya Mal, "Fijnkorrelige onzekerheid bepaalt de contextualiteit van de voorbereiding", arXiv: 1905.09695.
[11] Shihui Wei, Fenzhuo Guo, Fei Gao en Qiaoyan Wen, "Certificatie van drie zwarte dozen met onscherpe metingen met behulp van 3 → 1 sequentiële quantum-random toegangscodes", Nieuw tijdschrift voor natuurkunde 23 5, 053014 (2021).
Bovenstaande citaten zijn afkomstig van SAO / NASA ADS (laatst bijgewerkt met succes 2021-09-28 13:19:09). De lijst is mogelijk onvolledig omdat niet alle uitgevers geschikte en volledige citatiegegevens verstrekken.
Kon niet ophalen Door Crossref geciteerde gegevens tijdens laatste poging 2021-09-28 13:19:07: kon niet geciteerde gegevens voor 10.22331 / q-2021-09-28-551 niet ophalen van Crossref. Dit is normaal als de DOI recent is geregistreerd.
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.
PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier om toegang te krijgen.
