論文の概要: Experimental demonstration of input-output indefiniteness in a single quantum device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.17046v1
• Date: Mon, 31 Oct 2022 03:53:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-20 22:24:45.736174
• Title: Experimental demonstration of input-output indefiniteness in a single quantum device
• Title（参考訳）: 単一量子デバイスにおける入出力不定値の実験的実証
• Authors: Yu Guo, Zixuan Liu, Hao Tang, Xiao-Min Hu, Bi-Heng Liu, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo and Giulio Chiribella
• Abstract要約: 量子論は、入力と出力の役割が不確定な操作の族と理論的に相容れないことを示す。 本研究は,量子情報プロトコルの新たなリソースとして,入出力不確定性を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.912358356618219
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: At the fundamental level, the dynamics of quantum fields is invariant under the combination of time reversal, charge conjugation, and parity inversion. This symmetry implies that a broad class of effective quantum evolutions are bidirectional, meaning that the exchange of their inputs and outputs gives rise to valid quantum evolutions. Recently, it has been observed that quantum theory is theoretically compatible with a family of operations in which the roles of the inputs and outputs is indefinite. However, such operations have not been demonstrated in the laboratory so far. Here we experimentally demonstrate input-output indefiniteness in a photonic setup, demonstrating an advantage in a quantum game and showing incompatibility with a definite input-output direction by more than 69 standard deviations. Our results establish input-output indefiniteness as a new resource for quantum information protocols, and enable the table-top simulation of hypothetical scenarios where the arrow of time could be in a quantum superposition.
• Abstract（参考訳）: 基本レベルでは、量子場のダイナミクスは時間反転、電荷共役、パリティ反転の組み合わせの下で不変である。 この対称性は、有効な量子進化の広いクラスが双方向であり、入力と出力の交換が有効な量子進化をもたらすことを意味する。 近年、量子論は、入力と出力の役割が不確定な操作の族と理論的に相容れないことが観察されている。 しかし、これまでのところそのような操作は実験室では実証されていない。 ここでは、フォトニックセットアップにおける入出力不定点を実験的に示し、量子ゲームにおけるアドバンテージを示し、69以上の標準偏差で一定の入出力方向と非互換性を示す。 本研究は,量子情報プロトコルの新たな資源として入力出力不確定性を確立し,時間矢印が量子重畳される仮説シナリオのテーブルトップシミュレーションを可能にする。

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