論文の概要: Relativistic Bell Test within Quantum Reference Frames

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.03317v2
• Date: Mon, 14 Jun 2021 20:31:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 21:45:48.308634
• Title: Relativistic Bell Test within Quantum Reference Frames
• Title（参考訳）: 量子参照フレーム内の相対論的ベル試験
• Authors: Lucas F. Streiter, Flaminia Giacomini, \v{C}aslav Brukner
• Abstract要約: 一対の粒子に対するベルの不等式は、特殊相対論的状態において極大に違反できることを示す。 本研究は, エンタングルメントに基づく量子通信プロトコルを相対論的レジームに拡張する可能性を明らかにするものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A still widely debated question in the field of relativistic quantum information is whether entanglement and the degree of violation of Bell's inequalities for massive relativistic particles are frame independent or not. At the core of this question is the effect that spin gets entangled with the momentum degree of freedom at relativistic velocities. Here, we show that Bell's inequalities for a pair of particles can be maximally violated in a special-relativistic regime, even without any post-selection of the momentum of the particles. To this end, we use the methodology of quantum reference frames, which allows us to transform the problem to the rest frame of a particle, whose state can be in a superposition of relativistic momenta from the viewpoint of the laboratory frame. We show that, when the relative motion of two particles is non-collinear, the optimal measurements for violation of Bell's inequalities in the laboratory frame involve "coherent Wigner rotations". Moreover, the degree of violation of Bell's inequalities is independent of the choice of the quantum reference frame. Our results open up the possibility of extending entanglement-based quantum communication protocols to relativistic regimes.
• Abstract（参考訳）: 相対論的量子情報の分野において、まだ広く議論されている問題は、巨大相対論的粒子に対するベルの不等式の絡み合いと違反の程度がフレーム独立であるかどうかである。 この問題の核心は、スピンが相対論的速度における運動量自由度と絡み合う影響である。 ここでは, 粒子対に対するベルの不等式が, 粒子の運動量の選択後であっても, 特殊相対論的に最大に破れることを示す。 この目的のために、量子参照フレームの方法論を用いて、実験フレームの観点から相対論的モーメントの重ね合わせ状態にある粒子の残りフレームに問題を変換する。 2つの粒子の相対運動が非線形である場合、実験室フレームにおけるベルの不等式違反の最適測定は「コヒーレント・ウィグナー回転」を含むことを示す。 さらに、ベルの不等式に違反する度合いは、量子参照フレームの選択とは無関係である。 その結果、エンタングルメントに基づく量子通信プロトコルを相対論的レジームに拡張する可能性が開けた。

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