論文の概要: Experimental test of high-dimensional quantum contextuality based on
contextuality concentration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.02808v2
- Date: Wed, 14 Dec 2022 13:58:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 18:13:19.559031
- Title: Experimental test of high-dimensional quantum contextuality based on
contextuality concentration
- Title（参考訳）: 文脈性濃度に基づく高次元量子テクスチュアリティの実験的検討
- Authors: Zheng-Hao Liu, Hui-Xian Meng, Zhen-Peng Xu, Jie Zhou, Jing-Ling Chen,
Jin-Shi Xu, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo, and Ad\'an Cabello
- Abstract要約: 文脈性は、次元ごとの文脈性度合いが増加するにつれて「集中する」ことを示す。
以上の結果から,高次元文脈性,クリフォード代数との関係,量子計算におけるその役割について考察した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.374078593775309
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Contextuality is a distinctive feature of quantum theory and a fundamental
resource for quantum computation. However, existing examples of contextuality
in high-dimensional systems lack the necessary robustness required in
experiments. Here we address this problem by identifying a family of
noncontextuality inequalities whose maximum quantum violation grows with the
dimension of the system. At first glance, this contextuality is the
single-system version of an extreme form of multipartite Bell nonlocality. What
is interesting is that the single-system version achieves the same degree of
contextuality but using a Hilbert space of lower dimension. That is,
contextuality "concentrates" as the degree of contextuality per dimension
increases. We demonstrate the usefulness of this result by showing the
experimental observation of contextuality in a single system of dimension
seven. By simulating sequences of quantum ideal measurements with destructive
measurements and repreparation in an all-optical setup, we report a violation
of 68.7 standard deviations of the simplest of the noncontextuality
inequalities identified. Our results advance the investigation of
high-dimensional contextuality, its connection to the Clifford algebra, and its
role in quantum computation.
- Abstract（参考訳）: 文脈性は量子理論の特徴的な特徴であり、量子計算の基本的な資源である。
しかし、既存の高次元システムにおける文脈性は実験に必要な強固さを欠いている。
ここでは、システムの次元に応じて最大量子違反が増大する非文脈不等式族を同定することにより、この問題に対処する。
一見すると、この文脈性は極端に多部的なベル非局所性の単一系バージョンである。
興味深いのは、単一系バージョンは同じ文脈性を達成するが、低次元のヒルベルト空間を使うことである。
すなわち、次元ごとの文脈性が増加すると、文脈性は「集中する」。
本研究は,次元7の単一システムにおいて,文脈性の実験的観察を行い,その有用性を示す。
量子イデアル測定のシーケンスを全光学的設定における破壊的測定と再現とをシミュレートすることにより、特定された最も単純な非文脈的不等式に対する68.7の標準偏差を報告した。
本研究では,高次元文脈性,クリフォード代数との関係,量子計算におけるその役割について検討する。
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