論文の概要: Detection loophole in quantum causality and its countermeasures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.09261v1
• Date: Tue, 20 Jul 2021 04:59:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 12:17:16.214309
• Title: Detection loophole in quantum causality and its countermeasures
• Title（参考訳）: 量子因果関係における検出抜け穴とその対策
• Authors: Zhu Cao
• Abstract要約: 最初に、古典的な因果不等式は、量子相関に違反することを示すために、検出効率を少なくとも95.97%以上要求することを示した。 次に、この因果不等式を複数の測定設定の場合にまで拡張し、対応する検出効率を解析する。 非シグナリング相関に違反する場合、検出効率が91.02%低い量子因果関係 J_222 を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3706331473063877
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum causality violates classical intuitions of cause and effect and is a unique quantum feature different from other quantum phenomena such as entanglement and quantum nonlocality. In order to avoid the detection loophole in quantum causality, we initiate the study of the detection efficiency requirement for observing quantum causality. We first show that previous classical causal inequalities require detection efficiency at least 95.97% (89.44%) to show violation with quantum (nonsignaling) correlations. Next we derive a classical causal inequality I_{222} and show that it requires lower detection efficiency to be violated, 92.39% for quantum correlations and 81.65% for nonsignaling correlations, hence substantially reducing the requirement on detection. Then we extend this causal inequality to the case of multiple measurement settings and analyze the corresponding detection efficiency. After that, we show that previous quantum causal inequalities require detection efficiency at least 94.29% to violate with nonsignaling correlations. We subsequently derive a quantum causal bound J_{222} that has a lower detection efficiency requirement of 91.02% for violation with nonsignaling correlations. Our work paves the way towards an experimental demonstration of quantum causality and shows that causal inequalities significantly differ from Bell inequalities in terms of the detection efficiency requirement.
• Abstract（参考訳）: 量子因果関係は、因果関係や効果の古典的な直観に反し、絡み合いや非局所性のような他の量子現象とは異なるユニークな量子特徴である。 量子因果関係における検出抜け穴を回避するため,量子因果関係を観測するための検出効率要件の研究を開始する。 まず,従来の古典因果不等式では検出効率が少なくとも95.97% (89.44%) で,量子(非符号)相関に違反することを示した。 次に古典的な因果不等式 I_{222} を導出し、量子相関では92.39%、非シグナリング相関では81.65% の低い検出効率を必要とすることを示す。 そして、この因果不等式を複数の測定設定の場合にまで拡張し、対応する検出効率を分析する。 その後、従来の量子因果不等式は、非符号相関を破るために少なくとも94.29%は検出効率が必要であることを示した。 その後、非符号相関の違反に対して検出効率が91.02%低い量子因果境界 j_{222} を導出する。 我々の研究は、量子因果性の実験的な実証への道を切り開いており、因果不等式とベルの不等式は検出効率の要求で大きく異なることを示している。

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