論文の概要: Experimental study of quantum uncertainty from lack of information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.09005v2
- Date: Wed, 15 Jun 2022 01:35:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-30 11:48:19.635624
- Title: Experimental study of quantum uncertainty from lack of information
- Title(参考訳): 情報の欠如による量子不確かさの実験的研究
- Authors: Yuan-Yuan Zhao, Filip Rozp\k{e}dek, Zhibo Hou, Kang-Da Wu, Guo-Yong
Xiang, Chuan-Feng Li, and Guang-Can Guo
- Abstract要約: 古典的領域における不確実性は、システムの正確な状態に関する情報の欠如に起因する。
本稿では,対応する2次元および3次元の推算ゲームの実装により,この問題を実験的に検討する。
その結果,推定ゲームフレームワーク内では,ゲームの主要特性を決定する量子情報が,推測者にとってアクセス不能な自由度に格納されているという事実に大きく依存していることが確認された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.901856932788151
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum uncertainty is a well-known property of quantum mechanics that states
the impossibility of predicting measurement outcomes of multiple incompatible
observables simultaneously. In contrast, the uncertainty in the classical
domain comes from the lack of information about the exact state of the system.
One may naturally ask, whether the quantum uncertainty is indeed a fully
intrinsic property of the quantum theory, or whether similarly to the classical
domain lack of knowledge about specific parts of the physical system might be
the source of this uncertainty. This question has been addressed in the
previous literature where the authors argue that in the entropic formulation of
the uncertainty principle that can be illustrated using the, so-called,
guessing games, indeed such lack of information has a significant contribution
to the arising quantum uncertainty. Here we investigate this issue
experimentally by implementing the corresponding two-dimensional and
three-dimensional guessing games. Our results confirm that within the
guessing-game framework, the quantum uncertainty to a large extent relies on
the fact that quantum information determining the key properties of the game is
stored in the degrees of freedom that remain inaccessible to the guessing
party. Moreover, we offer an experimentally compact method to construct the
high-dimensional Fourier gate which is a major building block for various tasks
in quantum computation, quantum communication, and quantum metrology.
- Abstract(参考訳): 量子不確実性は量子力学のよく知られた性質であり、複数の不整合可観測体の測定結果を予測することは不可能である。
対照的に、古典的領域における不確実性は、システムの正確な状態に関する情報の欠如から生じる。
量子の不確かさが量子論の完全な本質的性質であるかどうか、あるいは古典領域と同様に物理系の特定の部分に関する知識の欠如が、この不確実性の原因であるかどうかを自然に問うことができる。
この問題は、著者たちが、いわゆる推測ゲームを用いて説明できる不確実性原理のエントロピックな定式化において、実際にそのような情報の欠如が量子不確実性の原因となると論じる以前の文献で論じられている。
本稿では,対応する2次元および3次元推測ゲームの実装により,この問題を実験的に検討する。
その結果,推定ゲームフレームワーク内では,ゲームの主要特性を決定する量子情報が,推測者にとってアクセス不能な自由度に格納されているという事実に大きく依存していることが確認された。
さらに, 量子計算, 量子通信, 量子メトロロジーの様々なタスクにおいて, 主要な構成要素である高次元フーリエゲートを構築するための実験的にコンパクトな手法を提案する。
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