論文の概要: Temporal nonlocality of a qudit resides in the input state, not the channel, and certifies temporal teleportation up to a fundamental limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.02331v1
- Date: Thu, 02 Jul 2026 15:37:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-03 19:45:08.905087
- Title: Temporal nonlocality of a qudit resides in the input state, not the channel, and certifies temporal teleportation up to a fundamental limit
- Title（参考訳）: クディットの時間的非局所性は、チャネルではなく入力状態に存在し、時間的テレポーテーションを基本的な限界まで証明する。
- Abstract要約: 時間内の2つのモーメント間の相関は、古典的な説明には強すぎる。
1つのクディットがノイズのあるチャネルを通して送信されると、この「時間の非局所性」の強さは、全て開始状態によってもたらされることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Correlations between two moments in time can be too strong for any classical explanation -- and, remarkably, this can happen for a single quantum system measured twice, with no second particle involved. We show that when one qudit is sent through a noisy channel, the strength of this "nonlocality in time" -- the temporal nonlocality robustness $\mathrm{TNR}$ -- is carried entirely by the starting state: it vanishes precisely when the input is maximally mixed (completely random), $\mathrm{TNR}(ρ_A,\mathcal{E})=0\Leftrightarrowρ_A=\mathbb{1}/d$, for the standard noise families. The resource is not any coherence in the channel but the back-action of the input's mixedness, and it survives even complete decoherence. This is at once a power and a trap. As a power, $\mathrm{TNR}$ device-independently lower-bounds the fidelity of temporal teleportation -- sending an unknown state forward in time -- reaching $7/9$ at $d=3$, without trusting the measuring devices. As a trap, because the certified quantity is decoupled from the channel's actual coherence transmission, it can certify more than the channel delivers: an injective (reversible) unitary attains the maximal temporal-Bell signal yet teleports below the classical baseline. We resolve this over-certification completely -- a universal cap $\mathrm{TNR}\le(d-1)/d$ with an exact channel-resolved value, honest certification for the depolarizing channel and for any sufficiently mixed probe, and a proof that no choice of probes makes it channel-universal. Underpinning the results is a unified semidefinite-programming hierarchy of the temporal entanglement, steering and nonlocality robustnesses ($\mathrm{TER}$, $\mathrm{TSR}$, $\mathrm{TNR}$), with a strict lower hierarchy and an upper one conditional on no-signaling in time ($\mathrm{NSIT}$). All structure is verified numerically for $d=2$ through $5$.
- Abstract（参考訳）: 時間中の2つのモーメントの相関は、古典的な説明には強く、また、これは2つの量子系で2回測定され、2つの粒子が関与していない場合に起こりうる。我々は、1つのクディットがノイズチャネルを通して送られるとき、この「時間の非局所性」の強みである時間的非局所性ロバスト性$\mathrm{TNR}$は、入力が最大混合(完全にランダム)されたときに正確に消滅することを示す:$\mathrm{TNR}(ρ_A,\mathcal{E})=0\Leftrightarrowρ_A=\mathbb{1}/d$。
リソースはチャネル内のコヒーレンスではなく、入力の混合性のバックアクションであり、完全なデコヒーレンスでも存続する。
これは一度に力と罠である。
パワーとして、$\mathrm{TNR}$ デバイス独立に時間的テレポーテーションの忠実さを低くする -- 時間内に未知の状態を送る -- は、測定装置を信頼せずに、$d=3$で7/9ドルに達した。
トラップとして、認定された量はチャネルの実際のコヒーレンス送信から切り離されるため、チャンネルが配信する以上の認証を行うことができる。
この過剰な証明は完全に解決する -- チャネル解決された正確な値を持つ普遍的なキャップ $\mathrm{TNR}\le(d-1)/d$ と、脱分極チャネルと十分に混合されたプローブに対する正直な証明と、プローブの選択がチャネルユニバーサルであることを証明します。
結果は、時間的絡み合い、ステアリング、非局所性ロバストネス($\mathrm{TER}$, $\mathrm{TSR}$, $\mathrm{TNR}$)の統一的な半有限プログラミング階層であり、厳密な下位階層と、時間的無符号条件($\mathrm{NSIT}$)がある。
すべての構造は$d=2$から$5$で数値的に検証される。
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