論文の概要: Certifying long-range quantum correlations through routed Bell tests
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.07484v3
- Date: Mon, 30 Oct 2023 11:07:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 22:26:42.890045
- Title: Certifying long-range quantum correlations through routed Bell tests
- Title（参考訳）: 経路ベル試験による長距離量子相関の証明
- Authors: Edwin Peter Lobo, Jef Pauwels, and Stefano Pironio
- Abstract要約: 透過チャネルの損失は距離とともに増加するが、量子非局所性のフォトニクスの実証には大きな障害となる。
最近、Chaturvedi, Viola, Pawlowski らは、量子非局所性を証明できる範囲を拡張することを目的として、標準ベルの実験のバリエーションを導入した。
と呼ばれるこれらの実験において、ボブは量子粒子を2つの可能な経路に沿ってルーティングし、2つの異なる場所で測定することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Losses in the transmission channel, which increase with distance, pose a
major obstacle to photonics demonstrations of quantum nonlocality and its
applications. Recently, Chaturvedi, Viola, and Pawlowski (CVP)
[arXiv:2211.14231] introduced a variation of standard Bell experiments with the
goal of extending the range over which quantum nonlocality can be demonstrated.
In these experiments, which we call 'routed Bell experiments', Bob can route
his quantum particle along two possible paths and measure it at two distinct
locations - one near and another far from the source. The idea is that a Bell
violation in the short-path should weaken the conditions required to detect
nonlocal correlations in the long-path. Indeed, CVP showed that there are
quantum correlations in routed Bell experiments such that the outcomes of the
remote device cannot be classically predetermined, even when its detection
efficiency is arbitrarily low. In this paper, we show that the correlations
considered by CVP, though they cannot be classically predetermined, do not
require the transmission of quantum systems to the remote device. This leads us
to define the concept of 'short-range' and 'long-range' quantum correlations in
routed Bell experiments. We show that these correlations can be characterized
through standard semidefinite programming hierarchies for non-commutative
polynomial optimization. We then explore the conditions under which short-range
quantum correlations can be ruled out. We point out that there exist
fundamental lower-bounds on the critical detection efficiency of the distant
device, implying that routed Bell experiments cannot demonstrate long-range
quantum nonlocality at arbitrarily large distances. However, we do find that
routed Bell experiments allow for reducing the detection efficiency threshold.
The improvements, though, are significantly smaller than those suggested by
CVP's analysis.
- Abstract（参考訳）: 伝送チャネルの損失は距離とともに増大し、量子非局所性のフォトニクスの実証とその応用にとって大きな障害となる。
最近、Chaturvedi, Viola, and Pawlowski (CVP) [arXiv:2211.14231] は、量子非局所性を証明できる範囲を拡張することを目的として、標準ベルの実験のバリエーションを導入した。
我々が「ローテッドベル実験」と呼ぶこれらの実験では、ボブは量子粒子を2つの可能な経路に沿って経路付けし、2つの異なる位置で測定することができる。
ショートパスのベル違反は、ロングパスの非局所的相関を検出するために必要な条件を弱めるべきである。
実際、CVPはルーティングされたベル実験において、検出効率が任意に低い場合でも、リモートデバイスの結果を古典的に規定できないような量子相関が存在することを示した。
本稿では,CVPが考慮した相関関係を古典的に規定することはできないが,遠隔デバイスへの量子システムの伝送を必要としないことを示す。
これにより、ルート付きベル実験において「短距離」および「長距離」量子相関の概念が定義される。
これらの相関は、非可換多項式最適化のための標準半定義型プログラミング階層によって特徴づけられることを示す。
次に、短距離量子相関を除外できる条件について検討する。
我々は、遠隔装置の臨界検出効率に基本的な低値が存在することを指摘し、経路ベル実験は任意に広い距離で長距離量子非局所性を示すことができないことを示唆する。
しかし,経路付きベル実験により検出効率の閾値が低下することが判明した。
しかし、改善はCVPの分析によって示唆されるものよりも大幅に小さい。
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