論文の概要: Testing the quantumness of gravity without entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.03075v1
• Date: Mon, 6 Feb 2023 19:22:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-08 18:20:53.875700
• Title: Testing the quantumness of gravity without entanglement
• Title（参考訳）: 絡み合うことなく重力の量子性をテストする
• Authors: Ludovico Lami, Julen S. Pedernales, Martin B. Plenio
• Abstract要約: 我々は、量子システム間の相互作用が純粋に局所的な古典場によって媒介されるという仮説をファルシフィケーションすることを目的として、概念的に新しい力学実験のクラスを提案する。 ローカル操作と古典通信(LOCC)によりシミュレーションできないダイナミクスを実装したシステムについて検討する。 重力によって媒介される絡み合いの検出に基づく既存のテストとは対照的に、我々の提案はコヒーレントな状態のみで動作する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.701566919381223
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a conceptually new class of dynamical experiments whose goal is to falsify the hypothesis that an interaction between quantum systems is mediated by a purely local classical field. The systems we study implement a dynamics that cannot be simulated by means of local operations and classical communication (LOCC), even when no entanglement is ever generated at any point in the process. Using tools from quantum information theory, we quantify the maximal fidelity of simulation that a local classical interaction could attain while employing only LOCC. Under our assumptions, if an experiment detects a fidelity larger than that threshold then a local classical description of the interaction is no longer possible. As a prominent application of this scheme, we study a general system of quantum harmonic oscillators initialised in normally distributed coherent states and interacting via Newtonian gravity, and discuss a possible physical implementation with torsion pendula. One of our main technical contributions is the calculation of the above bound on the maximal LOCC simulation fidelity for this family of systems. As opposed to existing tests based on the detection of gravitationally mediated entanglement, our proposal works with coherent states alone, and thus it does not require the generation of largely delocalised states of motion nor the detection of entanglement.
• Abstract（参考訳）: 量子系間の相互作用が純粋に局所的な古典場によって媒介されるという仮説を否定することを目的とした、概念的に新しい力学実験のクラスを提案する。 本研究では,プロセスの任意の時点で絡み合いが発生しない場合でも,局所的な操作や古典的通信(LOCC)によってシミュレーションできないダイナミクスを実装した。 量子情報理論のツールを用いて、ローカルな古典的相互作用がLOCCのみを使用しながら達成できるシミュレーションの最大忠実度を定量化する。 我々の仮定では、実験がしきい値よりも大きい忠実性を検出すると、その相互作用の局所的な古典的記述はもはや不可能である。 このスキームの顕著な応用として、通常の分散コヒーレント状態において初期化されニュートン重力を介して相互作用する量子調和振動子の一般系について検討し、トーションペンデュラによる物理的実装の可能性について議論する。 我々の主な技術的貢献の1つは、この系に対する最大LOCCシミュレーション忠実度に関する上記の境界の計算である。 重力によって媒介される絡み合いの検出に基づく既存の試験とは対照的に,提案手法はコヒーレントな状態のみで動作するため,運動の大部分が非局在化された状態の生成や絡み合いの検出は不要である。

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