論文の概要: Experimental single-copy distillation of quantumness from higher-dimensional entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.06610v1
- Date: Wed, 9 Oct 2024 07:04:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-01 04:49:21.899969
- Title: Experimental single-copy distillation of quantumness from higher-dimensional entanglement
- Title（参考訳）: 高次元エンタングルメントからの量子性の単一コピー蒸留実験
- Authors: Xiao-Xu Fang, Gelo Noel M. Tabia, Kai-Siang Chen, Yeong-Cherng Liang, He Lu,
- Abstract要約: 絡み合いは量子理論の中心であり、様々な量子励起技術に責任を負う。
この要件を満たすために、単一コピーの局所フィルタリング操作をどう使うかを実験的に示す。
結果は、絡み合った状態のベル非局所性に関する最初の実証実験的な証明を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement is at the heart of quantum theory and is responsible for various quantum-enabling technologies. In practice, during its preparation, storage, and distribution to the intended recipients, this valuable quantum resource may suffer from noisy interactions that reduce its usefulness for the desired information-processing tasks. Conventional schemes of entanglement distillation aim to alleviate this problem by performing collective operations on multiple copies of these decohered states and sacrificing some of them to recover Bell pairs. However, for this scheme to work, the states to be distilled should already contain a large enough fraction of maximally entangled states before these collective operations. Not all entangled quantum states meet this premise. Here, by using the paradigmatic family of two-qutrit Werner states as an exemplifying example, we experimentally demonstrate how one may use single-copy local filtering operations to meet this requirement and to recover the quantumness hidden in these higher-dimensional states. Among others, our results provide the first proof-of-principle experimental certification of the Bell-nonlocal properties of these intriguing entangled states, the activation of their usefulness for quantum teleportation, dense coding, and an enhancement of their quantum steerability, and hence usefulness for certain discrimination tasks. Our theoretically established lower bounds on the steering robustness of these states, when they admit a symmetric quasiextension or a bosonic symmetric extension, and when they show hidden dense-codability may also be of independent interest.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子理論の中心であり、様々な量子励起技術に責任を負う。
実際には、その準備、保管、配当の間、この貴重な量子リソースは、望まれる情報処理タスクに対する有用性を低下させるノイズの多い相互作用に悩まされる可能性がある。
エンタングルメント蒸留の従来のスキームは、これらの密閉された状態の複数のコピーで集合的な操作を行い、ベルペアを回収するためにそれらのいくつかを犠牲にすることで、この問題を軽減することを目的としている。
しかし、このスキームが機能するためには、蒸留される状態は、これらの集合的な操作の前に、十分な数の最大絡み合った状態を含むべきである。
すべての絡み合った量子状態がこの前提を満たすわけではない。
ここでは、2量子Werner状態のパラダイム的ファミリーを例示として、この要件を満たすために単一コピー局所フィルタリング演算を用いて、これらの高次元状態に隠れた量子性を取り戻す方法を実験的に実証する。
中でも,本研究は,これらの絡み合った状態のベル非局所特性の実証実験として,量子テレポーテーション,高密度符号化,量子ステアビリティの向上,そして特定の識別タスクに有用であることを示す。
理論的に確立されたこれらの状態の操舵ロバスト性に対する下界は、対称準伸張あるいはボソニック対称拡張を認め、隠れた密集係数を示す場合も独立な関心を持つ可能性がある。
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