論文の概要: Bounding the detection efficiency threshold in Bell tests using multiple
copies of the maximally entangled two-qubit state carried by a single pair of
particles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.10413v2
- Date: Wed, 8 Feb 2023 14:20:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 18:50:55.719055
- Title: Bounding the detection efficiency threshold in Bell tests using multiple
copies of the maximally entangled two-qubit state carried by a single pair of
particles
- Title（参考訳）: 1対の粒子による最大絡み合い2量子ビット状態の多重コピーを用いたベル試験における検出効率閾値の制限
- Authors: Istv\'an M\'arton, Erika Bene, Tam\'as V\'ertesi
- Abstract要約: 一対の粒子が持つ最大絡み合った2ビット状態の多重コピーを用いてベル非局所性を観測するための検出器の臨界効率について検討した。
本研究では,対称検出効率閾値が2量子状態のコピー数とともに指数関数的に減衰することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we investigate the critical efficiency of detectors to observe
Bell nonlocality using multiple copies of the maximally entangled two-qubit
state carried by a single pair of particles, such as hyperentangled states, and
the product of Pauli measurements. It is known that in a
Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) Bell test the symmetric detection efficiency
of $82.84\%$ can be tolerated for the two-qubit maximally entangled state. We
beat this enigmatic threshold by entangling two particles with multiple degrees
of freedom. The obtained upper bounds of the symmetric detection efficiency
thresholds are $80.86\%$, $73.99\%$ and $69.29\%$ for two, three and four
copies of the two-qubit maximally entangled state, respectively. The number of
measurements and outcomes in the respective cases are 4, 8 and 16. To find the
improved thresholds, we use large-scale convex optimization tools, which allows
us to significantly go beyond state-of-the-art results. The proof is exact up
to three copies, while for four copies it is due to reliable numerical
computations. Specifically, we used linear programming to obtain the two-copy
threshold and the corresponding Bell inequality, and convex optimization based
on Gilbert's algorithm for three and four copies of the two-qubit state. We
show analytically that the symmetric detection efficiency threshold decays
exponentially with the number of copies of the two-qubit state. Our techniques
can also be applied to more general Bell nonlocality scenarios with more than
two parties.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,超絡み状態などの一対の粒子によって搬送される最大2量子状態の多重複写を用いてベル非局所性を観測する検出器の臨界効率と,パウリの測定結果について検討する。
Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) Bell では、最大絡み合う2ビット状態に対して 82.84 %$ の対称検出効率を許容できることが知られている。
我々は2つの粒子を複数の自由度で絡み合わせることで、この謎の閾値を破った。
得られた対称検出効率閾値の上限は、2量子ビットの最大エンタングル状態の2、3、4つのコピーに対してそれぞれ80.86\%$、73.99\%$、69.29\%$である。
各ケースにおける測定値と結果の数は4,8,16である。
改良されたしきい値を見つけるために、私たちは大規模な凸最適化ツールを使っています。
証明は正確には3つのコピーであるが、4つのコピーは信頼性の高い数値計算によるものである。
具体的には、線形プログラミングを用いて、2ビット状態の3と4のコピーに対するギルバートのアルゴリズムに基づく凸最適化と、それに対応するベルの不等式を得る。
対称検出効率閾値が2量子ビット状態のコピー数で指数関数的に減少することを示す。
我々の手法は、2つ以上のパーティを持つより一般的なベル非局所性シナリオにも適用できる。
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