論文の概要: Unmasking the Polygamous Nature of Quantum Nonlocality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04373v3
• Date: Wed, 30 Oct 2024 18:00:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-01 16:57:19.430066
• Title: Unmasking the Polygamous Nature of Quantum Nonlocality
• Title（参考訳）: 量子非局所性の多ガマスの性質を解き明かす
• Authors: Paweł Cieśliński, Lukas Knips, Mateusz Kowalczyk, Wiesław Laskowski, Tomasz Paterek, Tamás Vértesi, Harald Weinfurter,
• Abstract要約: 量子力学は、ある観測値の統計に制限を課す。 3人の観測者の最も単純な場合、もし2人の観測者がベルの不等式に違反したとしても、3人目の観測者に対してベルの不等式に違反した者はいないことが示されている。 ここではベル単ガミーが普遍的に成り立たないことを示し、実際は3人の観測者のみに単ガミー的状況が存在することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4523163728236145
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• Abstract: Quantum mechanics imposes limits on the statistics of certain observables. Perhaps the most famous example is the uncertainty principle. Similar trade-offs also exist for the simultaneous violation of multiple Bell inequalities. In the simplest case of three observers, it has been shown that if two observers violate a Bell inequality then none of them can violate any Bell inequality with the third observer, a property called monogamy of Bell violations. Forms of Bell monogamy have been linked to the no-signalling principle and the inability of simultaneous violations of all inequalities is regarded as their fundamental property. Here we show that the Bell monogamy does not hold universally and that in fact the only monogamous situation exists for only three observers. Consequently, the nature of quantum nonlocality is truly polygamous. We present a systematic methodology for identifying quantum states, measurements and tight Bell inequalities that do not obey the monogamy principle for any number of more than three observers. The identified polygamous inequalities enable any subset of $(N-1)$ observers to reveal nonlocality, which is also shown experimentally by measuring Bell-type correlations of six-photon Dicke states. Our findings may be exploited for multiparty quantum key distribution as well as simultaneous self-testing of multiple nodes in quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子力学は、ある観測値の統計に制限を課す。 おそらく最も有名な例は不確実性原理である。 複数のベルの不等式を同時に違反するためにも同様のトレードオフが存在する。 3人の観測者の最も単純な場合、もし2人の観測者がベルの不等式に違反したとしても、3人目の観測者のベルの不等式に違反する者はいないことが示されている。 ベル・モノガミーの形式は、符号なしの原理と結び付けられており、全ての不等式を同時に違反することができないことは、その基本的性質と見なされている。 ここではベル単ガミーが普遍的に成り立たないことを示し、実際は3人の観測者のみに単ガミー的状況が存在することを示す。 したがって、量子非局所性の性質は真に多ガムである。 3つ以上の観測者に対して、一夫一婦制の原理に従わない量子状態、測定、厳密なベル不等式を特定するための体系的な方法論を提案する。 同定された多価不等式により、$(N-1)$観測者の任意の部分集合は非局所性を明らかにすることができ、これは6光子ディック状態のベル型相関の測定によって実験的に示される。 我々の発見は、マルチパーティ量子鍵分布と、量子ネットワークにおける複数のノードの同時自己テストに利用することができる。

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