論文の概要: Ruling out real-valued standard formalism of quantum theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.08123v3
• Date: Sat, 12 Feb 2022 12:45:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-08 02:30:37.439567
• Title: Ruling out real-valued standard formalism of quantum theory
• Title（参考訳）: 量子論の実数値標準形式論を除外する
• Authors: Ming-Cheng Chen, Can Wang, Feng-Ming Liu, Jian-Wen Wang, Chong Ying, Zhong-Xia Shang, Yulin Wu, Ming Gong, Hui Deng, Futian Liang, Qiang Zhang, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu, Adan Cabello, Chao-Yang Lu, Jian-Wei Pan
• Abstract要約: 量子ゲームは、標準量子理論と実数アナログを区別するために開発された。 エンタングルメント・スワップによる量子ゲームを, 0.952(1)の最先端忠実度で実験的に実装した。 我々の結果は実数の定式化に反し、標準量子論における複素数の必要不可欠な役割を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.015836913247288
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Standard quantum theory was formulated with complex-valued Schrodinger equations, wave functions, operators, and Hilbert spaces. Previous work attempted to simulate quantum systems using only real numbers by exploiting an enlarged Hilbert space. A fundamental question arises: are complex numbers really necessary in the standard formalism of quantum theory? To answer this question, a quantum game has been developed to distinguish standard quantum theory from its real-number analog by revealing a contradiction in the maximum game scores between a high-fidelity multi-qubit quantum experiment and players using only real-number quantum theory. Here, using superconducting qubits, we faithfully experimentally implement the quantum game based on entanglement swapping with a state-of-the-art fidelity of 0.952(1), which beats the real-number bound of 7.66 by 43 standard deviations. Our results disprove the real-number formulation and establish the indispensable role of complex numbers in the standard quantum theory.
• Abstract（参考訳）: 標準量子論は複素値シュロディンガー方程式、波動関数、作用素、ヒルベルト空間で定式化された。 以前の研究では、拡大ヒルベルト空間を利用して実数のみを用いて量子系をシミュレートしようとした。 複素数は量子論の標準形式論において本当に必要か? この問題に答えるために、量子ゲームは、高忠実度多量子ビット量子実験と実数量子理論のみを用いたプレイヤーとの最大ゲームスコアの矛盾を明らかにすることで、標準量子理論と実数アナログを区別するために開発された。 そこで, 超伝導量子ビットを用いて, 7.66から43の標準偏差で実数バウンドを上回り, 0.952(1)という最先端の忠実性に置き換えた量子ゲームを忠実に実装した。 我々の結果は実数の定式化に反し、標準量子論における複素数の必要不可欠な役割を確立する。

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