論文の概要: Observing High-dimensional Nonlocality using Multi-Outcome Spectral Measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.20796v1
- Date: Wed, 25 Jun 2025 19:40:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-27 19:53:09.867378
- Title: Observing High-dimensional Nonlocality using Multi-Outcome Spectral Measurements
- Title（参考訳）: 多出力分光計測による高次元非局所性観測
- Authors: Kiki Dekkers, Laura Serino, Nicola DAlessandro, Abhinandan Bhattacharjee, Benjamin Brecht, Armin Tavakoli, Christine Silberhorn, Jonathan Leach,
- Abstract要約: ベルの不等式は、多くの量子情報や通信プロトコルにとって必須の要件である。
高次元システムでは、ベルの不等式試験は真のマルチアウトカム測定を実装するという課題に直面している。
ここでは、2光子交絡状態の合同スペクトル強度が、必要なマルチアウトカム測定へのアクセスを含むことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.045480340068073
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Violation of Bell inequalities is an essential requirement for many quantum information and communication protocols. In high-dimensional systems, Bell inequality tests face the challenge of implementing genuinely multi-outcome measurements, since the emulation of these with separate dichotomic projections opens a binarisation loophole that local hidden variable theories can exploit. Here we show that the joint spectral intensity of a two-photon entangled state contains access to the necessary multi-outcome measurements to overcome this obstacle and certify nonlocality for high-dimensional states. This result is contrary to the belief that the joint spectral intensity is a phase-insensitive quantity and does not have sufficient information to certify entanglement or nonlocality. Using this approach, we violate the CGLMP Bell inequality up to dimension d = 8, all with negligible p-values, and for the first time close the binarisation loophole in high-dimensional Bell experiments. Guaranteeing nonlocal correlations using frequency-only measurements removes the technological hurdle of measurements in the temporal domain, thus greatly simplifying any practical implementation of future high-dimensional quantum information protocols.
- Abstract（参考訳）: ベルの不等式は、多くの量子情報や通信プロトコルにとって必須の要件である。
高次元システムでは、ベルの不等式試験は、局所的に隠れた変数理論が活用できる双項化の抜け穴を開くため、真のマルチアウトカムの測定を行うという課題に直面している。
ここでは、2光子交絡状態の合同スペクトル強度は、この障害を克服し、高次元状態の非局所性を証明するために必要なマルチアウトカム測定へのアクセスを含むことを示す。
この結果は、結合スペクトル強度は位相非感受性量であり、絡み合いや非局所性を証明するのに十分な情報を持たないという信念に反している。
このアプローチを用いて、CGLMP Bellの不等式を次元 d = 8 まで無視可能な p-値で破り、高次元ベル実験において初めて双有理化の抜け穴を閉じる。
周波数のみの測定による非局所相関の保証は、時間領域における測定の技術的ハードルを排除し、将来の高次元量子情報プロトコルの実践的実装を大幅に単純化する。
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