論文の概要: Experimentally bounding deviations from quantum theory for a photonic
three-level system using theory-agnostic tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.05864v2
- Date: Sun, 13 Mar 2022 17:33:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-18 17:03:04.629940
- Title: Experimentally bounding deviations from quantum theory for a photonic
three-level system using theory-agnostic tomography
- Title（参考訳）: 理論非依存トモグラフィを用いたフォトニック3レベルシステムにおける量子論からの実験的境界偏差
- Authors: Michael Grabowecky, Christopher Pollack, Andrew Cameron, Robert
Spekkens, Kevin Resch
- Abstract要約: 我々は3つのモード間で共有される1つの光子に対応する3レベルシステムにGPTトモグラフィーを実装した。
このスキームは、実験で実施された各準備および測定のGPT特性を、どちらかの事前のキャラクタリゼーションを必要とせずに達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: If one seeks to test quantum theory against many alternatives in a landscape
of possible physical theories, then it is crucial to be able to analyze
experimental data in a theory-agnostic way. This can be achieved using the
framework of Generalized Probabilistic Theories (GPTs). Here, we implement GPT
tomography on a three-level system corresponding to a single photon shared
among three modes. This scheme achieves a GPT characterization of each of the
preparations and measurements implemented in the experiment without requiring
any prior characterization of either. Assuming that the sets of realized
preparations and measurements are tomographically complete, our analysis
identifies the most likely dimension of the GPT vector space describing the
three-level system to be nine, in agreement with the value predicted by quantum
theory. Relative to this dimension, we infer the scope of GPTs that are
consistent with our experimental data by identifying polytopes that provide
inner and outer bounds for the state and effect spaces of the true GPT. From
these, we are able to determine quantitative bounds on possible deviations from
quantum theory. In particular, we bound the degree to which the no-restriction
hypothesis might be violated for our three-level system.
- Abstract（参考訳）: 可能な物理理論の風景の中で多くの代替物に対して量子論をテストしようとする場合、理論に依存しない方法で実験データを分析できることが不可欠である。
これは一般化確率論(GPT)の枠組みを用いて達成できる。
本稿では、3つのモード間で共有される1つの光子に対応する3レベルシステム上でgptトモグラフィーを行う。
本手法は実験で実施した各調製物および測定値のgptキャラクタリゼーションを,事前のキャラクタリゼーションを必要とせずに達成する。
実測値と実測値の集合がトモグラフィ的に完備であると仮定し、量子理論によって予測される値と一致して、3レベル系を記述するGPTベクトル空間の最も可能性の高い次元を9とする。
この次元に対して、実 GPT の状態と効果空間の内外界を与えるポリトープを同定することにより、実験データと整合した GPT の範囲を推定する。
これらのことから、量子論からの偏差の量的境界を決定することができる。
特に、我々は、非制限仮説が我々の3レベルシステムに違反する可能性がある程度に拘束する。
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