論文の概要: Bell Nonlocality from Wigner Negativity in Qudit Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.14367v3
• Date: Thu, 14 Nov 2024 18:15:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:22:01.006038
• Title: Bell Nonlocality from Wigner Negativity in Qudit Systems
• Title（参考訳）: クイディット系におけるWigner Negativityからのベル非局在性
• Authors: Uta Isabella Meyer, Ivan Šupić, Damian Markham, Frédéric Grosshans,
• Abstract要約: 両極端に絡み合ったキュディット状態が、ウィグナーの負性を示すとき、非局所性の証人として機能することを示す。 指定された安定化状態は、ウィグナー負性度に基づいて全てのキュディ状態の不等式を極大に違反する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2499537119440245
• License:
• Abstract: Nonlocality is an essential concept that distinguishes quantum from classical models and has been extensively studied in systems of qubits. For higher-dimensional systems, certain results for their two-level counterpart, like Bell violations with stabilizer states and Clifford operators, do not generalize. On the other hand, similar to continuous variable systems, Wigner negativity is necessary for nonlocality in qudit systems. We show how a bipartite entangled qudit state can serve as a witness for nonlocality when it exhibits Wigner negativity. Additionally, we propose a new generalization of the CHSH inequality for qudits by inquiring correlations related to the Wigner negativity of stabilizer states under the adjoint action of a generalization of the qubit $\pi/8$-gate. A specified stabilizer state maximally violates the inequality among all qudit states based on its Wigner negativity. The Bell operator not only serves as a measure for the singlet fraction but also quantifies the volume of Wigner negativity. Furthermore, we give deterministic Bell violations, as well as violations with a constant number of measurements, for the Bell state relying on operators innate to higher-dimensional systems than the qudit at hand.
• Abstract（参考訳）: 非局所性は古典的なモデルと量子を区別する重要な概念であり、量子ビットのシステムで広く研究されている。 高次元系の場合、ベルが安定化状態に違反するような2階系の特定の結果やクリフォード作用素は一般化しない。 一方、連続変数系と同様に、ウィグナー負性性(英語版)(Wigner negativity)はシュート系における非局所性に対して必要である。 両極端に絡み合ったキュディット状態が、ウィグナーの負性を示すとき、非局所性の証人として機能することを示す。 さらに、量子ビット$\pi/8$-gateの一般化の随伴作用の下で、安定化状態のウィグナー負性に関する相関を問うことにより、量子ビットのCHSH不等式を新たに一般化する。 指定された安定化状態は、ウィグナー負性度に基づいて全てのキュディ状態の不等式を極大に違反する。 ベル作用素は、一重項分数の測度として機能するだけでなく、ウィグナー負性率の体積を定量化する。 さらに、ベル状態は、手元にあるキュディよりも高次元のシステムに本質的に依存しているため、決定論的ベル違反に加えて、一定数の測定値に違反する。

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