論文の概要: Observation of Genuine High-dimensional Multi-partite Non-locality in Entangled Photon States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.10035v1
- Date: Thu, 15 May 2025 07:33:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-16 22:29:06.219257
- Title: Observation of Genuine High-dimensional Multi-partite Non-locality in Entangled Photon States
- Title（参考訳）: 絡み合った光子状態における高次元多粒子非局所性の観察
- Authors: Xiao-Min Hu, Cen-Xiao Huang, Nicola d'Alessandro, Gabriele Cobucci, Chao Zhang, Yu Guo, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo, Xiaoqin Gao, Marcus Huber, Armin Tavakoli, Bi-Heng Liu,
- Abstract要約: 2つの粒子間の絡み合いの次元を徐々に高めるために、重要な努力が進行中である。
本研究では, 量子非局所性が量子ビット制約を超えることを示す実験的検討を行った。
この結果から, 高次元系が局所隠れ変数理論に違反する点において, 量子ビットを超越する方法が明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.377187064674359
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum information science has leaped forward with the exploration of high-dimensional quantum systems, offering greater potential than traditional qubits in quantum communication and quantum computing. To advance the field of high-dimensional quantum technology, a significant effort is underway to progressively enhance the entanglement dimension between two particles. An alternative effective strategy involves not only increasing the dimensionality but also expanding the number of particles that are entangled. We present an experimental study demonstrating multi-partite quantum non-locality beyond qubit constraints, thus moving into the realm of strongly entangled high-dimensional multi-particle quantum systems. In the experiment, quantum states were encoded in the path degree of freedom (DoF) and controlled via polarization, enabling efficient operations in a two-dimensional plane to prepare three- and four-particle Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states in three-level systems. Our experimental results reveal ways in which high-dimensional systems can surpass qubits in terms of violating local-hidden-variable theories. Our realization of multiple complex and high-quality entanglement technologies is an important primary step for more complex quantum computing and communication protocols.
- Abstract（参考訳）: 量子情報科学は、高次元量子システムの探索によって飛躍的に進歩し、量子通信や量子コンピューティングにおける従来の量子ビットよりも大きなポテンシャルを提供している。
高次元量子技術の分野を前進させるためには、2つの粒子間の絡み合いの次元を徐々に高めるために重要な努力が進行中である。
代替の効果的な戦略は、次元を増大させるだけでなく、絡み合っている粒子の数を増やすことである。
本研究では, 量子の量子非局所性を量子ビットの制約を超えて証明し, 強絡みの強い高次元量子系の領域へ移行する実験を行った。
実験では、量子状態は自由度(DoF)で符号化され、偏光によって制御され、2次元平面での効率的な操作が可能となり、3次元系と4次元粒子グリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)が生成された。
実験結果から,高次元系が局所隠れ変数理論に違反する点において,量子ビットを超越する方法が明らかとなった。
複雑で高品質な絡み合い技術の実現は、より複雑な量子コンピューティングと通信プロトコルにとって重要なステップである。
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