論文の概要: Harnessing optical disorder for Bell inequalities violation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.21052v1
- Date: Thu, 25 Sep 2025 12:02:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-26 20:58:12.885557
- Title: Harnessing optical disorder for Bell inequalities violation
- Title（参考訳）: ベル不等式違反に対する高調波光障害
- Authors: Baptiste Courme, Malo Joly, Adrian Makowski, Sylvain Gigan, Hugo Defienne,
- Abstract要約: ベルの不等式は、量子通信チャネルにおける量子絡み合いを証明している。
ベル不等式検査による絡み合いの証明に光学障害を活用できることが示唆された。
我々の手法はベルの不等式をテストするための根本的に新しい方法を提供し、測定基準の明示的な選択の必要性を排除している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.01631115063641726
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Bell inequalities are a cornerstone of quantum physics. By carefully selecting measurement bases (typically polarization), their violation certifies quantum entanglement. Such measurements are disrupted by the presence of optical disorder in propagation paths, including polarization or spatial mode mixing in fibers and through free-space turbulence. Here, we demonstrate that disorder can instead be exploited as a resource to certify entanglement via a Bell inequality test. In our experiment, one photon of a polarization-entangled pair propagates through a commercial multimode fiber that scrambles spatial and polarization modes, producing a speckle pattern, while the other photon remains with the sender. By spatially resolving the speckle intensity pattern, we naturally access a large set of random and unknown polarization projections. We show that this set is statistically sufficient to violate a Bell inequality, thereby certifying entanglement without requiring active correction techniques. Our approach provides a fundamentally new way to test Bell inequalities, eliminating the need for an explicit choice of measurement basis, and offering a practical solution for entanglement certification in real-world quantum communication channels where disorder is unavoidable.
- Abstract（参考訳）: ベルの不等式は量子物理学の礎石である。
測定ベース(典型的には偏光)を慎重に選択することで、それらの違反は量子絡みを認証する。
このような測定は、ファイバーの偏光や空間モードの混合や自由空間乱流など、伝播経路における光学障害の存在によって破壊される。
ここでは、障害をベル不等式テストによる絡み合いを認証するためのリソースとして活用できることを実証する。
我々の実験では、偏光対の1つの光子が、空間および偏光モードを乱す商用多モードファイバーを介して伝播し、スペックルパターンが生成され、もう1つの光子は送信側で残される。
スペックル強度パターンを空間的に解決することにより、ランダムかつ未知の偏光投影の大きなセットに自然にアクセスする。
この集合はベルの不等式に反するほど統計的に十分であることを示し、したがって、能動的な補正手法を必要とせず、絡み合いを証明できることを示す。
我々のアプローチはベルの不等式をテストするための根本的に新しい方法を提供し、測定基準の明示的な選択の必要性を排除し、障害を回避できない現実の量子通信チャネルにおける絡み合い認証の実用的な解決策を提供する。
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