論文の概要: Loophole-free Bell-inequality violation between atomic states in cavity-QED systems mediated by hybrid atom-light entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10378v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 07:42:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.254817
• Title: Loophole-free Bell-inequality violation between atomic states in cavity-QED systems mediated by hybrid atom-light entanglement
• Title（参考訳）: ハイブリッド原子-光絡みによる空洞QED系における原子状態間のループホールフリーベル不等式違反
• Authors: Pei-Zhe Li, Soumyakanti Bose, Hyunseok Jeong, William J. Munro, Kae Nemoto, Nicolò Lo Piparo,
• Abstract要約: 我々は,ベル非局所性テストとデバイス非依存量子鍵分布(DI-QKD)の実装において,実現可能かつスケーラブルなアプローチを提案する。 伝送損失、光・光の結合効率の制限、不完全な検出など、現実的なノイズ源を組み込んだ理論モデルを開発する。 分析の結果,ベル・クライザー=ホルン=シモニー=ホルト法違反とキー生成の確保が,現在ないし短期技術で達成されていることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.26388783516590225
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a feasible and scalable approach to testing Bell nonlocality and implementing device-independent quantum key distribution (DI-QKD) between distant atomic states in cavity-based architectures, mediated by hybrid atom-light entanglement. We develop a full theoretical model that incorporates realistic sources of noise -- such as transmission loss, limited light-matter coupling efficiency, and imperfect detection. Our analysis shows that strong Bell-Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) violations and secure key generation over tens of kilometers are within reach using current or near-term technology. These results position cavity-based platforms with coherent-state encodings as a promising foundation for future scalable, DI quantum communication networks.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,Bellの非局所性試験と,ハイブリッド原子光の絡み合いを媒介として,キャビティベースアーキテクチャにおける遠隔原子状態間のデバイス非依存量子鍵分布(DI-QKD)の実現のための,実用的でスケーラブルなアプローチを提案する。 伝送損失、光・光の結合効率の制限、不完全な検出など、現実的なノイズ源を組み込んだ理論モデルを開発する。 分析の結果,ベル・クライザー・ホーネ・シモニー・ホルト(CHSH)の強い違反や,数kmを超える鍵生成が,現在および短期技術を用いて到達範囲内にあることが明らかとなった。 これらの結果は、将来のスケーラブルなDI量子通信ネットワークの基礎として、コヒーレントステートエンコーディングを備えた空洞ベースのプラットフォームに位置づけられる。

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