論文の概要: Non-Gaussianity as a signature of a quantum theory of gravity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.01189v7
• Date: Tue, 20 Jul 2021 15:22:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 03:19:19.040563
• Title: Non-Gaussianity as a signature of a quantum theory of gravity
• Title（参考訳）: 重力の量子論の署名としての非ガウス性
• Authors: Richard Howl, Vlatko Vedral, Devang Naik, Marios Christodoulou, Carlo Rovelli, Aditya Iyer
• Abstract要約: 量子重力(QG)のテーブルトップ試験は、長い間事実上不可能であると考えられてきた。 量子的、古典的ではなく、重力の理論だけが非ガウス性、すなわちQIS資源を創り出すことができる。 我々は、我々の非ガウス性シグネチャを使用し、ただ一つの量子システムに基づくQGのテーブルトップテストについて述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.045476046415031
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Table-top tests of quantum gravity (QG) have long been thought to be practically impossible. However, remarkably, due to rapid progress in quantum information science (QIS), such tests may soon be achievable. Here, we uncover an exciting new theoretical link between QG and QIS that also leads to a radical new way of testing QG with QIS experiments. Specifically, we find that only a quantum, not classical, theory of gravity can create non-Gaussianity, a QIS resource that is necessary for universal quantum computation, in the quantum field state of matter. This allows for tests based on QIS in which non-Gaussianity in matter is used as a signature of QG. In comparison to previous studies of testing QG with QIS where entanglement is used to witness QG when all other quantum interactions are excluded, our non-Gaussianity witness cannot be created by direct classical gravity interactions, facilitating tests that are not constrained by the existence of such processes. Our new signature of QG also enables tests that are based on just a single rather than multi-partite quantum system, simplifying previously considered experimental setups. We describe a table-top test of QG that uses our non-Gaussianity signature and which is based on just a single quantum system, a Bose-Einstein condensate (BEC), in a single location. In contrast to proposals based on opto-mechanical setups, BECs have already been manipulated into massive non-classical states, aiding the prospect of testing QG in the near future.
• Abstract（参考訳）: 量子重力(QG)のテーブルトップ試験は、長い間事実上不可能と考えられてきた。 しかし、量子情報科学(QIS)の急速な進歩により、このようなテストはすぐに達成できるかもしれない。 ここで、qgとqisの間のエキサイティングな新しい理論的リンクを明らかにする。 具体的には、量子場の量子状態において、古典ではなく古典的な重力理論だけが、普遍的な量子計算に必要なQIS資源である非ガウス性を生み出すことが分かる。 これにより、QGのシグネチャとして非ガウス性を用いるQISに基づくテストが可能になる。 従来のQGとQISによるテストでは、他の全ての量子相互作用が除外された場合、絡み合いがQGを目撃するために使用されるのに対し、我々の非ガウス性証人は古典的な重力相互作用によって生成できない。 我々の新しいQGシグネチャは、これまで検討されていた実験的なセットアップを簡素化し、マルチパーティ量子システムではなく1つだけに基づくテストを可能にする。 我々の非ガウス性シグネチャを使用し、ただ一つの量子系、ボース=アインシュタイン凝縮体(BEC)を単一の位置で基礎とするQGのテーブルトップテストについて述べる。 オプティカル・メカニカル・セットアップに基づく提案とは対照的に、BECはすでに大規模な非古典的状態に制御されており、近い将来にQGのテストが実施される見込みである。

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