論文の概要: Can single photon excitation of two spatially separated modes lead to a
violation of Bell inequality via homodyne measurements?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.06689v1
- Date: Fri, 12 Feb 2021 18:47:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-11 07:57:55.235193
- Title: Can single photon excitation of two spatially separated modes lead to a
violation of Bell inequality via homodyne measurements?
- Title（参考訳）: 2つの空間分離モードの単一光子励起は、ホモダイン測定によってベル不等式を破ることができるか?
- Authors: Tamoghna Das, Marcin Karczewski, Antonio Mandarino, Marcin Markiewicz,
Bianka Woloncewicz and Marek \.Zukowski
- Abstract要約: 単一光子のベル非古典性を明らかにすることを目的とした、全光学的ホモダイン測定に基づく実験的スキームを再考する。
我々はTan, Walls and Collett (TWC, 1991) と Hardy (1994) によって提案されたスキームに焦点を当てる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We reconsider the all-optical homodyne-measurement based experimental schemes
that aim to reveal Bell nonclassicality of a single photon, often termed
`nonlocality'. We focus on the schemes put forward by Tan, Walls and Collett
(TWC, 1991) and Hardy (1994). In the light of our previous work the Tan, Walls
and Collett setup can be described by a precise local hidden variable model,
hence the claimed nonclassicality of this proposal is apparent, whereas the
nonclassicality proof proposed by Hardy is impeccable. In this work we resolve
the following problem: which feature of the Hardy's approach is crucial for its
successful confirmation of nonclassicality. The scheme of Hardy differs from
the Tan, Walls and Collett setup in two aspects. (i) It introduces a
superposition of a single photon excitation with vacuum as the initial state of
one of the input modes of a 50-50 beamsplitter, which creates the superposition
state of two separable (exit) modes under investigation. (ii) In the final
measurements Hardy's proposal utilises a varying strengths of the local
oscillator fields, whereas in the TWC case they are constant. In fact the local
oscillators in Hardy's scheme are either on or off (the local setting is
specified by the presence or absence of the local auxiliary field). We show
that it is the varying strength of the local oscillators, from setting to
setting, which is the crucial feature enabling violation of local realism in
the Hardy setup, whereas it is not necessary to use initial superposition of a
single photon excitation with vacuum as the initial state of the input mode.
Neither one needs to operate in the fully on/off detection scheme. Despite the
failure of the Tan, Walls and Collett scheme in proving Bell nonclassicality,
we show that their scheme can serve as an entanglement indicator.
- Abstract（参考訳）: 我々は、単一光子のベル非古典性を明らかにすることを目的とした全光学的ホモダイン測定に基づく実験スキームを再考する。
我々はTan, Walls and Collett (TWC, 1991) と Hardy (1994) によって提案されたスキームに焦点を当てる。
これまでの研究から、Tan, Walls and Collett のセットアップは正確な局所的な隠れ変数モデルで記述できるため、この提案の主張された非古典性は明らかであり、ハーディが提案した非古典性証明は不可能である。
この研究では、ハーディのアプローチのどの特徴が非古典性を確認するのに重要であるかという問題を解決する。
Hardyの仕組みはTan, Walls, Collettの2つの点で異なっている。
(i)50～50個のビームスプリッターの入力モードの1つの初期状態として真空による単一光子励起の重ね合わせを導入し、2つの分離可能な(励起)モードの重ね合わせ状態を生成する。
(ii) 最終測定においてハーディの提案は局所振動子場の様々な強度を利用するが、twcの場合それらは一定である。
実際、ハーディのスキームの局所発振器はオンまたはオフである(局所的な設定は局所補助体の有無によって指定される)。
本稿では, 局所発振器の強度が, 設定から設定まで様々であることを示す。これはハーディ設定における局所リアリズムの違反を許容する重要な特徴であるが, 入力モードの初期状態として真空を用いた単一光子励起の初期重ね合わせを使用する必要はない。
完全なオン/オフ検出方式で操作する必要はない。
ベルの非古典性を証明するためのTan, Walls, Collettのスキームの失敗にもかかわらず、それらのスキームが絡み合いの指標として機能することを示す。
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