論文の概要: Photonic Simulation of Beyond-Quantum Nonlocal Correlations (e.g. Popescu-Rohrlich Box) with Non-Signaling Quantum Resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.26271v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 13:55:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:45:00.155926
• Title: Photonic Simulation of Beyond-Quantum Nonlocal Correlations (e.g. Popescu-Rohrlich Box) with Non-Signaling Quantum Resources
• Title（参考訳）: 非符号量子資源と非量子非局所相関(ポーパスク・ローリッヒボックスなど)のフォトニックシミュレーション
• Authors: Kunal Shukla, Anirudh Verma, Kanad Sengupta, Sanchari Chakraborti, Manik Banik, C. M. Chandrashekar,
• Abstract要約: ベル非局所性(ベル非局所性)は、古典的リアリズムから量子理論の最も深い離脱を示す。 本研究は,本質的な非署名的物理資源を用いて,量子後相関をシミュレートする方法を示す。 また、シミュレーションスキームがマルチパーティイト系における量子非局所相関を超えてどのように拡張されるかを分析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.969716969054012
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Bell nonlocality exemplifies the most profound departure of quantum theory from classical realism. Yet, the extent of nonlocality in quantum theory is intrinsically bounded, falling short of the correlations permitted by the relativistic causality (the no-signaling) principle. A paradigmatic example is the Popescu-Rohrlich correlation: two distant parties sharing arbitrary entanglement cannot achieve this correlation, though it can be simulated with classical communication between them. Here we show how such post-quantum correlations can instead be simulated using intrinsically non-signaling physical resources, and implement the proposed scheme using a quantum circuit on a four-qubit photonic platform. Unlike the conventional approaches, our method exploits dynamical correlations between distinct physical systems, with intrinsic randomness suppressing any signaling capacity. This enables the realization of post-quantum correlations both with and without entanglement. We also analyze how the simulation scheme extends to beyond quantum nonlocal correlations in multipartite systems. Our experimental demonstration using a photonic system establishes a versatile framework for exploring post-quantum correlations in both foundational settings and as a resource for computation and security applications.
• Abstract（参考訳）: ベル非局所性(ベル非局所性)は、古典的リアリズムから量子理論の最も深い離脱を示す。 しかし、量子論における非局所性の範囲は本質的に有界であり、相対論的因果性(符号なし)の原理によって許される相関に欠ける。 任意の絡み合いを共有する2つの遠い当事者はこの相関を達成できないが、それら間の古典的なコミュニケーションでシミュレートすることができる。 ここでは、そのような量子後相関を本質的に非シグナリングな物理資源を用いてシミュレートし、4量子フォトニックプラットフォーム上で量子回路を用いて提案手法を実装する方法について述べる。 従来の手法とは異なり,本手法では物理系間の動的相関を生かし,固有ランダム性は信号伝達能力を抑制する。 これにより、量子後相関は絡み合わずとも実現できる。 また、シミュレーションスキームがマルチパーティイト系における量子非局所相関を超えてどのように拡張されるかを分析する。 フォトニックシステムを用いた実験実験では,基本設定および計算およびセキュリティアプリケーションのためのリソースとして,量子後相関を探索するための汎用的なフレームワークが確立されている。

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