論文の概要: Extending loophole-free nonlocal correlations to arbitrarily large
distances
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.14231v2
- Date: Tue, 12 Dec 2023 13:32:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 20:51:21.218173
- Title: Extending loophole-free nonlocal correlations to arbitrarily large
distances
- Title（参考訳）: ループホールフリー非局所相関の任意大距離への拡張
- Authors: Anubhav Chaturvedi, Giuseppe Viola, Marcin Paw{\l}owski
- Abstract要約: 我々は、ループホールのない非局所的相関の性質を利用して、任意に広い距離にわたってそれらを拡張する。
ソースに近いループホールのない非局所性が高ければ高いほど、ソースからのしきい値要求が低くなることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2104687387907779
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: One of the most striking features of quantum theory is that it allows distant
observers to share correlations that resist local hidden variable (classical)
explanations, a phenomenon referred to as Bell nonlocality. Besides their
foundational relevance, the nonlocal correlations enable distant observers to
accomplish classically inconceivable information processing and cryptographic
feats such as unconditionally secure device-independent key distribution
schemes. However, the distances over which nonlocal correlations can be
realized in state-of-the-art Bell experiments remain severely limited owing to
the high threshold efficiencies of the detectors and the fragility of the
nonlocal correlations to experimental noise. Instead of looking for quantum
strategies with marginally lower threshold requirements, we exploit the
properties of loophole-free nonlocal correlations, which are experimentally
attainable today, albeit at short distances, to extend them over arbitrarily
large distances. Specifically, we consider Bell experiments wherein the
spatially separated parties randomly choose the location of their measurement
devices in addition to their measurement settings. We demonstrate that when
devices close to the source are perfect and witness extremal loophole-free
nonlocal correlations, such correlations can be extended to devices placed
arbitrarily far from the source, with almost-zero detection efficiency and
visibility. To accommodate imperfections close to the source, we demonstrate a
specific analytical tradeoff: the higher the loophole-free nonlocality close to
the source, the lower the threshold requirements away from the source. We
utilize this analytical tradeoff paired with optimal quantum strategies to
estimate the critical requirements of a measurement device placed away from the
source and formulate a versatile numerical method applicable to generic network
scenarios.
- Abstract（参考訳）: 量子理論の最も顕著な特徴の1つは、ベル非局所性と呼ばれる現象である局所的な隠れ変数(古典的)の説明に抵抗する相関関係を遠方の観測者が共有できることである。
基礎的関連性に加えて、非局所的な相関により、遠くの観測者が古典的に理解不能な情報処理や、無条件でセキュアなデバイスに依存しない鍵配布方式のような暗号的な成果を達成できる。
しかし, 最先端ベル実験で非局所相関を実現できる距離は, 検出器の閾値効率が高く, 実験ノイズに対する非局所相関の脆弱さのため, かなり制限されている。
極端に低いしきい値条件で量子戦略を求める代わりに、ループホールのない非局所相関の性質を利用する。
具体的には,空間的に分離した参加者が測定装置の位置をランダムに選択するベル実験について考察する。
ソースに近いデバイスが完璧で、極端に抜け穴のない非局所相関を目撃すると、そのような相関はソースから任意に離れたデバイスに拡張でき、検出効率と可視性はほぼゼロである。
ソースに近い不完全性に対応するために、特定の分析的トレードオフを示す: ソースに近い抜け穴のない非局所性が高いほど、ソースから閾値要件を低くする。
この解析的トレードオフを最適量子戦略と組み合わせて、ソースから離れた測定装置の臨界条件を推定し、汎用的なネットワークシナリオに適用可能な汎用数値法を定式化する。
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