論文の概要: No quantum advantage for violating fixed-order inequalities?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17551v1
• Date: Mon, 23 Dec 2024 13:19:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-24 15:57:22.868958
• Title: No quantum advantage for violating fixed-order inequalities?
• Title（参考訳）: 定階不等式に違反する量子的優位性はない。
• Authors: Veronika Baumann, Ämin Baumeler, Eleftherios-Ermis Tselentis,
• Abstract要約: 我々は、$k$サイクルの不等式について研究し、これらの不等式に合わせた量子スイッチの多項一般化を導入する。 一方、これは、この制限の下で$k$-cycleの不等式に違反するには、非因果的な設定が必要であることを意味する。 一方、$k$-cycleの不等式は、固定順序の不等式の1つの例であるから、このことは、デバイスに依存しない量子スイッチの独立な認証の可能性を再開放する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In standard quantum theory, the causal relations between operations are fixed and determined by the spacetime structure. Relaxing this notion of fixed causal order has been studied extensively over the past years. A first departure allows for dynamical arrangements, where operations can influence the causal relations of future operations, as certified by violation of fixed-order inequalities. A second non-causal departure relaxes even these limitations, and is certified by violations of causal inequalities. The quantum switch, which allows a party to coherently control the order in which operations are applied, is known to be incapable of violating causal inequalities. It was therefore believed that a device-independent certification of the causal indefiniteness in the quantum switch requires extended setups incorporating spacelike separation. Here, we show that the quantum switch violates fixed-order inequalities without exploiting its indefinite nature. Concretely, we study the $k$-cycle inequalities and introduce multi-party generalizations of the quantum switch tailored to these fixed-order inequalities. We further show that, when removing the dynamical aspect, $k$-cycle inequalities become novel, facet-defining, causal inequalities. On the one hand, this means that violating $k$-cycle inequalities under this restriction requires non-causal setups. On the other hand, since $k$-cycle inequalities are just one example of fixed-order inequalities, this reopens the possibility for a device-independent certification of the quantum switch in isolation.
• Abstract（参考訳）: 標準量子論では、操作間の因果関係は時空構造によって固定され決定される。 この固定因果順序の概念を緩和することは、過去数年間に広く研究されてきた。 最初の出発は、固定順序の不等式違反によって証明されたように、オペレーションが将来のオペレーションの因果関係に影響を及ぼすような動的配置を可能にする。 第2の非因果的離脱はこれらの制限を緩和し、因果的不平等の違反によって認定される。 パーティが操作が適用される順序をコヒーレントに制御できる量子スイッチは、因果不等式に違反することができないことが知られている。 したがって、量子スイッチにおける因果不確定性のデバイス非依存の認証は、空間的分離を取り入れた拡張セットアップを必要とすると信じられていた。 ここでは、量子スイッチがその不確定性を利用することなく、不等式に反することを示す。 具体的には、$k$サイクルの不等式について検討し、これらの不等式に合わせた量子スイッチの多項一般化を導入する。 さらに、動的側面を除去すると、$k$-cycleの不等式は新しく、ファセット定義、因果不等式となる。 一方、これは、この制限の下で$k$-cycleの不等式に違反するには、非因果的な設定が必要であることを意味する。 一方、$k$-cycleの不等式は、固定順序の不等式の1つの例であるから、このことは、デバイスに依存しない量子スイッチの独立な認証の可能性を再開放する。

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