Non-locality, contextuality and valuation algebras: a general theory of disagreement
我们建立了一个强有力的联系之间的两个显然无关的主题：研究冲突的信息在正式框架的估值代数，和现象的非局部性和上下文。特别是，我们表明，量子理论的这些特殊功能在数学上等价于信息源之间的\emph{disagreement}的一般概念。这一结果极大地概括了先前观察到的上下文，关系数据库，约束满足问题和逻辑悖论之间的联系，并进一步证明了上下文行为并不局限于量子物理学的现象，而是渗透到数学和计算机科学的各个领域。这种连接允许将定理、方法和算法从一个领域翻译到另一个领域，并为应用通用推理算法研究上下文铺平了道路。
2019-11-08 quant-ph
Bell non-locality and Kochen-Specker contextuality: How are they connected?
Bell非定域性和Kochen-Specker（KS）上下文性是逻辑上独立的概念，它们为不同的协议提供了量子与经典的优势，并且具有不同的经典模拟成本。一个自然的问题是这些概念、优势和成本之间的关系是什么。为了解决这个问题，有一个地图是有用的，它捕捉了贝尔非定域性和量子理论中的KS上下文之间的所有联系。这项工作的目的是介绍这样一个地图。在定义了贝尔非局域性和KS上下文的理想测量的理论独立的概念，我们表明，在量子理论，由于Neumark的膨胀定理，每个矩阵的量子贝尔非局域相关可以被映射到一个相同的矩阵KS上下文的相关产生的情况下，具有相同的兼容性关系，但测量是理想的，没有空间的分离是必需的。一个更困难的问题是识别相反方向的连接。我们发现，有“一对一”和部分KS上下文相关性和贝尔非本地的相关性之间的连接，为一些KS上下文的情况下，但不是所有的。然而，还有一种方法，将维度为$d$的量子系统的KS上下文相关的任何矩阵变换成两个量子子系统之间的Bell非定域相关的矩阵，每个量子子系统的维度为$d$。我们收集了所有这些连接在地图上，并列出了一些问题，可以受益于这个地图。
2021-05-30 quant-ph
Activation of monogamy in non-locality using local contextuality
利用\textit{Phys. Rev. Lett. 109, 050404 (2012)}中引入的图论方法，对贝尔不等式和由无信号无干扰原理引起的非上下文不等式所表现的一夫一妻现象给出了统一的看法.我们提出了一种新型的权衡，即不表现出一夫一妻制特征的贝尔不等式可以通过添加局部上下文项来激活为一夫一妻制。这是通过著名的$\mathcal{I}_{3322}$不等式说明，并揭示了一个资源之间的双向相关性和一个单一的系统的本地纯度权衡。在推导新的无信号单配偶，我们发现了一个新的功能，即两方贝尔表达式是平凡的经典饱和可以成为非平凡后，增加了一个表达式，涉及第三方与一个单一的测量输入。
2017-03-16 quant-ph
Hidden Variables, Non Contextuality and Einstein-Locality in Quantum Mechanics
我们讨论了隐变量的问题以及在量子力学中引入隐变量的动机。这些问题包括决定论、可测量性和不完备性。本文首先讨论了冯-诺依曼的不可能性证明，然后从Bell的显隐变量自旋二分之一粒子模型出发，分析了冯-诺依曼不可能性证明的不足。接下来我们讨论了Gleason定理和Kochen-Specker定理，并指出了非上下文隐变量理论的麻烦。爱因斯坦定域性在隐变量理论的讨论中起着重要的作用，这是由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森首先提出的。我们阐述了它的各种影响，如贝尔定理的贝尔不等式以及后来的工作中，贝尔定理遵循不使用不等式。
2005-07-25 quant-ph
On the meaning of locality: the overlapping assumptions
我们在EPRB实验的三个步骤中检验了Bell定理的定域性假设。根据语境，局部性体现在可分离性、局部因果性、可因子化性、相对论因果性和非语境性等条件中。我们表明，可分性，其特征在于零协方差的约束，是等价的局部因果关系，导致通过测量过程的可分解性。因子分解是参数独立性和结果独立性的结合。人们普遍认为，相对论因果关系等价于参数无关性，这是量子力学所满足的。然而，根据我们的方法，由于EPRB实验的第二步分析，包括对第一个粒子的测量，这是不合理的。我们根据准备程序和测量过程定义了非语境性。基于解释的非语境性是一个独立的假设，但在可分离模型的框架内的非局部性可以被解释为基于测量的语境性。最后，我们表明，任何与量子力学一致的基本理论，都应该在其描述框架中驳斥结果独立性。
2015-09-10 quant-ph
Experimental Test of Quantum Nonlocality from Contextuality
针对互文性与非定域性关系不明的问题，利用双体光子轨道角动量纠缠实验检验源自互文性的 Bell 不等式，证明高维纠缠可产生非定域性并连通两种量子资源。
2025-01-07 quant-ph
A classification of multipartite states by degree of non-locality
我们提出了一种新的形式的多体状态的分类，在最大程度的非局部性，他们可以表现出任何选择的本地观测。这使用了之前由Abramsky和Brandenburger引入的概念层次：强语境性，逻辑语境性和概率语境性。我们研究n量子比特纯态。我们猜想，对于多于2个的参与者，所有的纠缠态都是逻辑关联的。我们证明了一些结果来支持这个猜想：（1）我们证明了所有的置换对称态是逻辑非局部的。(2)我们研究了一类具有函数依赖的平衡态。这些状态由布尔函数描述，并且具有丰富的结构，允许进行详细的分析，这再次证实了这种情况下的猜想。
2014-12-30 quant-ph
Sharing preparation contextuality in Bell experiment by arbitrary pair of sequential observers
针对含 $n$ 与 $2^{n-1}$ 次测量的双粒子 Bell 不等式，本文证明非定域性仅能由首对顺序观测者共享，而制备语境性可由任意一对独立顺序观测者共享。
2023-11-08 quant-ph
A unified framework for data-driven Bell inequalities
Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-Université PSL, Collège de France（卡斯特勒-布罗塞尔实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法兰西公学院）；Sorbonne Université, CNRS, LIP6（索邦大学，法国国家科学研究中心，LIP6）；ICFO–Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；Universidad de Buenos Aires, Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA)（布宜诺斯艾利斯大学，布宜诺斯艾利斯物理研究所）；Quandela；DIENS, École Normale Supérieure, PSL University, CNRS, INRIA（DIENS，巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，法国国家信息与自动化研究所）
本文提出一个统一框架，用于研究连续变量情境下的贝尔不等式，发现无法映射到CHSH不等式的连续变量非局域性示例，并提供混合DV-CV纠缠态的实例。
2026-10-23 quant-ph
Demonstration of universal contextuality through communication games free of both operational inequivalence and compatibility loopholes
本研究通过(3,3)和(4,3)通信游戏实验，同时关闭操作不等价性和兼容性漏洞，首次无漏洞地演示了普适情境性，并揭示了其与制备情境性的关系。
2024-03-14 quant-ph
Macroscopic non-contextuality as a principle for Almost Quantum Correlations
量子力学只允许贝尔型量子非定域性实验的某些实验结果（或“概率模型”）。从简单的物理学或信息论原理推导出这一集合，将代表我们在理解量子力学方面向前迈出的重要一步，近年来，这个问题已经得到了深入的研究。“宏观定域性”要求在大量试验的限制下恢复定域性，这是文献中讨论的几个原则之一，这些原则对量子概率模型的集合进行了限制。对于更一般的量子情境实验的概率模型，也可以提出类似的问题。在这里，我们使用Acín，Fritz，Leverrier和Sainz的超图方法[Comm. Math. Phys. 334（2），533-628（2015）]将宏观定域性原理扩展到这个更一般的设置，它提供了一个框架，以统一的方式研究非定域性和上下文性现象。我们发现，我们的宏观非上下文原理所允许的概率模型的集合等价于在此形式主义中的一个重要的和先前研究过的集合，该集合略大于量子集合。在贝尔情景的特殊情况下，这个集合等价于“几乎量子”模型的集合，这是特别感兴趣的，因为后者最近被证明满足已经提出的约束量子概率模型的所有原则，除了一个之外，没有被任何一个（甚至是它们的结合）暗示。我们的条件是从一个简单的物理原理对几乎量子集的第一个刻画。
2015-09-21 quant-ph
The Cohomology of Non-Locality and Contextuality
在亚当·勃兰登堡（Adam Brandenburger）之前的一篇论文中，我们使用层理论来分析非定域性和上下文性的结构。此外，在这个公式的基础上，我们表明，非局部性和语境性的现象可以精确地描述为全球部分存在的障碍。我们在目前的工作中的目标是建立在这些结果，并使用层上同调的强大工具来研究非局部性和上下文的结构。我们使用切赫上同调的阿贝尔预层来自支持的概率模型，被视为一个兼容的家庭的分布，为了定义一个上同调障碍的家庭作为一定的上同调类。如果族具有全局截面，则此类将消失。因此，障碍物的非消失为模型是上下文的提供了充分（但不是必要）条件。我们发现，对于一些突出的例子，包括PR盒，GHZ状态，Peres-Mermin幻方，和18矢量配置由于Cabello等人。在四维中给出了Kochen-Specker定理的证明，障碍不会消失，从而产生上下文的上同调证人。
2012-10-02 cs.LO math.CT quant-ph
The Sheaf-Theoretic Structure Of Non-Locality and Contextuality
我们使用层理论的数学语言来统一处理非局部性和上下文性，将非局部性理论中使用的熟悉的概率表推广到任意测量覆盖;这包括Kochen-Specker配置等等。我们表明，上下文，和非局部性作为一种特殊情况下，正好对应于全球部分的存在障碍。我们描述了一个线性代数的方法来计算这些障碍，它允许一个系统的处理参数的非局部性和上下文。我们区分一个适当的层次结构的实力不去定理，并表明，三个领先的例子-由于贝尔，哈代，格林伯格，霍恩和蔡林格，分别-先后占据更高的层次。一个一般的对应关系之间的存在的本地隐藏变量实现使用负概率，和无信号，这是基于一个结果表明，所产生的线性子空间的非上下文和无信号模型，在任意的测量覆盖，重合。最大非局部性被推广到最大的上下文，其特征在于在纯粹的定性方面，作为不存在的全球部分的支持。一个一般的设置开发的Kochen-Specker型的结果，作为通用的，模型独立的最大上下文的证明，并给出了一个新的组合条件，它概括了'奇偶校验证明'在文献中常见的。我们还展示了如何我们的抽象设置可以表示在量子力学。这导致了通常的无信号定理的加强，它表明量子力学对任意族的可交换观测量服从无信号，而不仅仅是那些表示在张量积的不同因子上的观测量。
2011-11-29 cs.LO math.CT quant-ph
Exploring Quantum Contextuality to Generate True Random Numbers
随机数是许多应用程序不可或缺的资源。最近的一个显著成果是认识到量子力学中的非定域性可以通过贝尔定理来证明真正的随机性，以与设备无关的方式产生可靠的随机数。在这里，我们探索的上下文方面的量子力学，并表明，真正的随机数可以产生只用单qutrit（三态系统）没有纠缠和非局域性。特别是，我们表明，任何观察到的违反Klyachko-Can-Binicioglu-Shumovsky（KCBS）不等式[物理学评论快报。101，20403（2008）]提供了真正随机性的正下限。作为一个概念验证实验，我们证明与光子qutrits，至少5246净真随机数产生的置信水平为99.9%。
2013-01-25 quant-ph
Proposal for revealing quantum nonlocality via local contextuality
两个遥远的系统可以表现出量子非定域性，即使它们之间的相关性承认一个本地模型。这种非定域性可以通过测试一个系统的连续测量之间的额外相关性来揭示，该系统不允许非上下文模型，无论该系统的简化状态是什么。这表明量子上下文在量子非定域性中起着重要作用，并允许用局部性定理对Kochen-Specker进行实验检验。
2010-06-01 quant-ph
States Violating Both Locality and Noncontextuality Inequalities in Quantum Theory
本研究证明存在无穷多场景可同时违反CHSH定域性不等式与奇数可观测量非语境性不等式，并发现某些态同时违反KCBS不等式和另一非定域性不等式，挑战了单配关系。
2025-07-09 quant-ph
It from qubit: how to draw quantum contextuality
惠勒的{ \it ver-participant}和相关的{ \it it from bit}信条涉及量子非定域性和上下文性。这些概念的神秘之处稍微开始揭开，如果一个编码的量子比特观测在相关的有限几何之间的兼容性。这篇论文的主要目的是概述另一个概念性的一步，通过采用格罗滕迪克的{ \it dessins d 'enfants}揭示拓扑和（非）代数机械的测量行为及其信息内容。
2013-06-03 quant-ph
Sheaf-Theoretic Methods in Quantum Mechanics and Quantum Information Theory
在这篇论文中，我们使用层理论的语言，以便更深入地理解量子物理和经典物理之间的一些基本差异，如纠缠，上下文和非定域性。我们首先介绍，基于工作的Abramsky和Brandenburger，如何层，定义在某些偏序集的物理意义的背景下，给出了一个自然的设置捕捉和分析重要的量子力学现象，如量子非局域性和上下文。我们还描述了这种设置如何自然地导致一个三级层次的量子上下文：弱上下文，逻辑非局部性和强上下文。我们使用这些见解，以分类某些多体纠缠态。几乎所有这些都至少在逻辑上是非本地的，其中一些甚至是强上下文的。我们进一步扩展了这个结果，证明了所有的n-量子比特纠缠态，除了单量子比特和二分最大纠缠态的张量积，在逻辑上是非局域的。我们的证明是建设性的：给定任何n-量子比特的状态，我们提出了一个算法，产生n+2个本地观测见证其逻辑非局部性。在论文的后半部分，我们使用相同的基本原则层定义在物理上有意义的背景下，为了提出一个优雅的数学语言，已知的名称下的拓扑方法，其中许多量子力学的概念，如状态，可观的，和命题，这些，可以表达。然后，我们表明，语言的拓扑方法是至少表达，在逻辑方面，作为传统的量子逻辑。最后，从一个拓扑理论的角度来看，我们开发的上下文熵的建设，以提供一个统一的治疗经典和量子概念的信息理论熵。
2015-10-09 quant-ph
Quantum contextuality of complementary photon polarizations explored by adaptive input state control
本研究通过调整双光子态的纠缠度与局域偏振的自适应输入态控制方法，实验探究了互补光子偏振的非定域互文关系，揭示了量子互文性基于局域互补性与量子关联间的非平凡权衡。
2023-06-12 quant-ph
Bell's inequality for a single spin 1/2 particle and quantum contextuality
我们认为，对于一个\emph{single particle}贝尔不等式是一个非上下文的后果，是\emph{incompatible}与统计预测的量子力学。因此，非上下文模型可以被经验证伪，局部性条件的\emph{independent}。为此，调用了与单个自旋1/2粒子的平移和自旋自由度有关的\emph{disjoint}希尔伯特空间之间的适当纠缠
2001-03-18 quant-ph
Optimal inequalities for state-independent contextuality
上下文性是非定域性的自然推广，它不需要复合系统或类空分离，并提供了更广泛的有趣现象。最值得注意的是，在量子力学中，存在上下文行为独立于量子态的场景。我们表明，寻求一个最佳的不平等分离量子与经典的非上下文相关的状态独立的方式承认一个精确的解决方案，因为它可以制定为一个线性规划。我们引入非上下文多面体作为局部性多面体的推广，并应用我们的方法来确定两个不同的紧最优不等式的最基本的量子场景与状态无关的上下文。
2012-10-16 quant-ph
Violation of a Bell-like Inequality in Neutron Optical Experiments: Quantum contextuality
我们报道了一个单中子光学实验来证明类贝尔不等式的违反。纠缠不是在粒子之间实现的，而是在自由度之间实现的，在这种情况下，对于单个粒子。利用了中子的自旋{ \small 1/2}性质。中子的总波函数在张量积希尔伯特空间中描述。Bell不等式不是由非局部性而是由上下文性导出的。旋量和路径性质的联合测量导致了Bell不等式的违反。在一个希尔伯特空间中操纵波函数会影响另一个希尔伯特空间中的测量结果。讨论了实验中的量子上下文性和纠缠诱导关联。
2003-11-18 quant-ph
Comparing two cohomological obstructions for contextuality, and a generalised construction of quantum advantage with shallow circuits
我们提出了两个结果的主题上的量子上下文和上同调，和非局域性和量子优势浅电路。阿布拉姆斯基等人证明了一系列量子语境性的例子可以通过基于切赫上同调的上同调不变量来检测。然而，这种方法并没有给出一个完整的语境性的共同调表征。奥凯等人引入了一种不同的上下文上同调方法。他们的方法利用了泡利算子的代数结构及其量子泛化，称为外尔算子。我们给出了一个抽象的帐户，这种结构，然后概括他们的方法，以任何例子的上下文与这种结构。我们证明，在这个一般的水平，该方法并没有给出一个更完整的表征的上下文比切赫上同调方法。Bravyi、Gosset和König（BGK）第一次无条件地证明了一类受限制的量子线路比它的经典类似物更强大。结果，为类的电路有界的深度和扇入（浅电路），利用一个特定的家庭的上下文的例子。BGK的量子线路和计算问题是从与著名的GHZ非定域对策相关的一族非定域对策中导出的。我们提出了一个广义的版本，他们的建设。一个系统的方法，采取的例子，上下文和生产无条件的量子优势的结果与浅电路。
2022-12-19 quant-ph
Revealing universal quantum contextuality through communication games
如果一个理论的预测不能被一个同时满足准备和测量非语境性假设的本体论模型重现，那么这个理论就是普遍语境的。在这篇报告中，我们首先推广了量子比特系统中任意奇数次制备和测量的量子制备和测量上下文性的逻辑证明。在逻辑证明的基础上，得到了量子理论违背的可检验的泛非上下文不等式。然后，我们提出了一类两方通信游戏，并表明，赢得这种游戏的平均成功概率是唯一链接到合适的贝尔表达式，其本地的约束大于普遍的非上下文的约束。因此，对于一个给定的状态，即使量子理论不表现出非定域性，它仍然可能通过违反普遍的非上下文约束而揭示出非经典性。进一步，我们考虑了一个不同的通信博弈来证明，对于量子理论中给定的观测量选择，即使没有逻辑证明存在制备和测量的上下文，也可以通过该通信博弈来揭示普适的量子上下文。这样一个游戏，因此测试一个较弱形式的普遍非上下文与最小的假设。
2019-12-23 quant-ph
No-signalling, Contextuality, and the Arrow of Time
贝尔的开创性论文表明，量子理论中的某些相关性与隐变量和经典的定域性概念是不可调和的。然而，一个较弱的地方性概念，被称为无信号，生存的不去的结果。在这里，我们研究它的限制，考虑了全套的本地量子观测。这导致了一组比通常考虑的更大的无信号约束，这足以排除PR盒和其他类型的超量子关联。我们强调与上下文的密切联系，特别是，我们展示了如何自然地从上下文组成无信号。最后，我们证明了量子态和集合（非信令）概率分布在产品上下文的子系统中的时间箭头之间的一个额外的一致性条件下，一对一的对应关系。
2020-05-26 math-ph math.MP quant-ph
Indirect Indication of the KCBS-Type Quantum Contextuality by the CHSH-Bell Test
Faculty of Engineering and Natural Sciences, Sabanci University（萨贝里大学工程与自然科学学院）；Sabanci University（萨贝里大学）；International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdansk（格但斯克大学量子技术理论国际中心）；University of Gdansk（格但斯克大学）
研究利用CHSH贝尔测试证明KCBS型语境性，通过研究可映射到三量子比特态的两量子比特态对称族，应用CHSH测试得到新非语境性界限，表明修改CHSH不等式可作KCBS型语境性测试，所需测量次数更少，并讨论相关一夫一妻制问题。
2026-07-13 quant-ph
Contextuality offers security
量子密钥分发是由Bennett和Bennard（BB84）基于量子的基本功能：量子非对易观测量测量的不相容性而发现的。在1991年，埃克特证明了在纠缠（相关）量子粒子的帮助下，可以在一定距离处生成密钥。最近Barrett，Hardy和Kent证明了Ekert使用的非定域性本身就是一个很好的密钥资源，甚至超越了量子力学。他们的结果为新一代量子密码协议铺平了道路-即使设备是由窃听者建造的也是安全的。然而，有一个问题，从实践和哲学的角度来看都是根本性的：大自然是否提供了基于量子密码学背后的原始概念的操作层面的安全性-关于一个观察者的信息增益必须对另一个不兼容的观察者造成干扰？在这里，我们通过使用量子世界的另一个显著特征--上下文性来代替非定域性来解决这个问题。这是著名的Kochen-Specker悖论中表现出的不相容性的一个强版本。关键的概念是使用一类新的家庭的二分概率分布，局部表现出Kochen-Specker悖论的条件，此外，表现出完美的相关性。我们表明，如果两个人共享这样的家庭所描述的系统，那么他们可以提取安全的密钥。这是第一个直接实现自然基本特征的操作协议：信息增益与干扰权衡。同时，它提供了适合当前技术的量子力学内的自然设备无关的密码方案。
2010-06-07 quant-ph
Arbitrarily large violations of non-contextuality in single mode photon states with positive Wigner function
Banaszek，Wódkiewicz等人（\cite{Banaszek}，\cite{Chen}，\cite{Chen-Zhang}）令人惊讶地发现双模压缩真空可以以$\sqrt{2}$的因子违反Einstein-Bell定域性不等式，尽管该态具有正的Wigner函数。在这里，我使用更一般的格里森-科亨-斯佩克非语境性假设\cite{Gleason}来表达古典性。然后，我推导出嵌入在无限维连续变量希尔伯特空间中的$N$赝自旋的相关性的非上下文Bell不等式，并表明它们的最大可能量子破坏是由一个因子$2^{(N-1)/2}$。我找到了达到最大违反的量子态。我还表明，熟悉的位移压缩真空为一个单一的光学模式，它有一个积极的维格纳函数，可以违反一个因素$0.842 (\sqrt{2})^{N-1} $奇$N \geq 3$的不等式。任意大的非经典性意味着即使在单模光子态中实现伪自旋测量也可能在量子信息任务中提供与具有大$N$的纠缠$N$量子位系统类似的机会。
2019-03-28 quant-ph
Trade-off relations between Bell nonlocality and local Kochen-Specker contextuality in generalized Bell scenarios
本文研究广义贝尔场景中贝尔非定域性与局域科亨-斯佩克语境相关性的关系，证明二者可共存但存在数量权衡，并从不等式、量化器及全局语境相关性概念展开分析，还指出该概念涵盖其他非经典关联。
2024-12-08 quant-ph
Tests for quantum contextuality in terms of $q$-entropies
利用条件$q$ -熵，发展了Bell定理的信息论方法。$q$ -熵测度满足许多与标准香农熵相似的性质。一般来说，地方性和非语境性的概念通常都是用所谓的边缘情景来处理的。这些假设导致了联合概率分布的存在，它使所有特定的概率分布边缘化。假设存在这样一个联合概率分布，我们推导出贝尔型不等式族的条件$q$熵的所有$q\geq1$。新不等式的量子违反在Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）和Klyachko-Can-Biniciopluslu-Shumovsky（KCBS）方案中得到了例证。简要地提到了对$n$循环情形的一个扩展.新的不等式与条件$q$ -熵允许扩展一类概率分布，其中的非局部性或上下文可以检测内熵制定。$q$ -熵不等式也可以用于分析检测无效的情况。使用这样的两种模型，我们认为一些潜在的优势的$q$ -熵制定。
2014-11-10 quant-ph
A histories perspective on characterising quantum non-locality
我们介绍了一个框架，研究非局域性和上下文的启发路径积分制定的量子理论。我们证明了一个强正的联合量子测度的存在-联合概率测度的量子模拟-一组实验概率意味着Navascues-Pironio-Acin（NPA）条件$Q^1$和更强的NPA条件$Q^{1+AB}$所暗示的。一个相关的条件被证明是等同于$Q^{1+AB}$。
2013-11-25 gr-qc quant-ph
A comment on: the violations of locality and free choice are equivalent resources in Bell experiments
在最近发表在PNAS上的一篇论文中，作者证明了局部性和自由选择是等价的资源，需要放松以完全再现贝尔实验中的一些统计数据（同时始终保持现实主义）。我们解释说，他们的自由选择的假设只是反事实的确定性或非语境性。因此，贝尔实验的资源是语境性，而不是违反局部性和/或自由选择。这绝对不是一个令人难以置信的结论，因为实验者的选择自由是科学的先决条件，
2021-05-29 physics.hist-ph quant-ph
Contextuality sans incompatibility in the simplest scenario: Communication supremacy of a qubit
本文提出带制备约束的双方制备—测量通信博弈，仅用三结果极值量子比特测量实现无测量不相容性的语境性，并证明其在受约束 HFW 情境中优于 c-bit。
2025-06-10 quant-ph
Operational Mermin non-locality and All-vs-Nothing arguments
上下文是量子信息中的关键资源，是量子算法的设备无关安全性。在这项工作中，我们表明，最近开发的，操作Mermin非局域性参数提供了一个大的，新颖的家庭量子可实现的全对无模型。特别是，它们产生了各种各样的量子可实现模型，这些模型是最大程度上上下文相关的（即位于没有局部元素的无信号多面体的表面上），并且可以用作一类新的量子秘密共享算法的安全性的资源。
2015-10-11 cs.CR quant-ph
An experimental test of the non-classicality of quantum mechanics using an unmovable and indivisible system
量子力学提供了一种关于自然的统计描述，因此，如果它的统计预测不能用一些具有隐变量的现实模型来解释，那么它就是不完整的。然而，有两个强有力的定理反对隐变量理论，表明某些量子特征不能基于两个基本前提（局部性，贝尔定理和非上下文性，由于贝尔，科亨和斯派克（BKS））被复制。非语境性与非局部性无关，语境性甚至在单个对象中表现出来。在这里，我们报告了一个实验验证的量子上下文的单自旋1电子系统在室温下。这样一个三层系统是不可分割的，然后我们关闭的相容性漏洞，存在于二分系统上进行的实验。我们的结果证实了量子上下文性是单粒子的本征性质。
2012-10-03 quant-ph
Device-independent quantum secret sharing using Mermin-type contextuality
我们提出了一个新的量子秘密共享协议的基础上Mermin型情境的最新进展，它有一定的安全性保证，对后量子无信号攻击。秘密共享协议的一个基本假设是，并非所有参与者都是可信方，并且一些参与者可能相互勾结并与窃听者勾结以破坏机密性。在这种程度上，量子秘密共享引入了一个新的安全层，使窃听检测通过纠缠态和不可交换的可观。然而，如果协议依赖于不受信任的设备来实现，则更彻底的安全分析变得至关重要：例如，不能排除某些参与者可能与设备供应商勾结。在本文中，我们把最近的发展Mermin型上下文工作在一个新的量子秘密共享协议。测量场景所展示的最大上下文性（又名最大非局部性或零局部分数）导致了一些与设备无关的安全保证，可以抵御非信令攻击者-无论是经典的，量子的还是后量子的。
2017-02-15 cs.CR quant-ph
Extendability in the Sheaf-theoretic Approach: Construction of Bell Models from Kochen-Specker Models
阿布拉姆斯基和勃兰登堡证明了经验模型的可扩展性，以统一的方式对应于局部性和非语境性。我们开发他们的方法，提出了一个完善的概念，也可以是有用的，在子模型的特性的可扩展性。细化被发现有另一个有用的应用：它表明，一个特定的典型的扩展，当定义良好，可以用于贝尔型模型的建设，从更一般的种类的模型，在这样一种方式，所构造的模型是相当于原来的非局部性/上下文。这一点很重要，因为在实践和基础层面上，贝尔型模型中的局部性概念比相应的一般上下文概念更容易被激发。我们考虑的例子贝尔型模型生成的一些标准的上下文模型的例子，包括整个类的Kochen-Specker模型。这揭示了最简单的上下文模型（上下文三角形）和Popescu-Rohrlich无信号相关性之间的有趣关系。
2014-02-19 cs.LO math.CT quant-ph
Certification of two-qubit quantum systems with temporal inequality
针对现有双量子比特系统认证方案需兼容性条件的问题，提出基于时间不等式最大违背序列关联的自测试协议，无需子系统空间分离与兼容性条件，且对实验误差鲁棒，可有效认证目标态与测量。
2024-04-03 quant-ph
Certification of multi-qubit quantum systems with temporal inequalities
针对多量子比特系统，提出无需假设测量兼容关系的时间不等式，证明其可通过序贯测量实现最大违背，利用该违背能认证多量子比特图态和测量，解决了传统互文性认证依赖测量兼容假设的问题。
2024-04-03 quant-ph
An entropic approach to local realism and noncontextuality
对于任何Bell局部性场景（或Kochen-Specker非上下文场景），局部（或非上下文）模型的联合香农熵定义了一个凸锥，其非平凡面是紧熵Bell（或上下文）不等式。在本文中，我们探索这种熵的方法，并推导出各种情况下的紧熵不等式。熵不等式的一个优点是，它们很容易适应像双域性场景这样的情况，这些场景具有额外的独立性要求，在概率水平上是非线性的，但在熵水平上是线性的。另一个优点是，尽管存在非线性，但将检测效率考虑在内是非常简单的。当仅由单个检测器进行联合测量时，用于见证量子上下文的检测器效率可以任意低。
2012-01-30 quant-ph
Hierarchies of resources for measurement-based quantum computation
本文细化非自适应 MBQC 在 Clifford 层级操作与量子比特数量上的资源需求，刻画可计算 Boolean 函数及 stabiliser 等子理论中的最小量子比特数，提出超越语境性二元划分的资源层级。
2022-03-18 quant-ph
Experimental test of non-classicality of quantum mechanics using an individual atomic solid-state quantum system
量子力学提供了一种关于自然的统计描述，因此，如果它的统计预测不能用一些具有隐变量的现实模型来解释，那么它就是不完整的。然而，有两个强有力的定理反对隐变量理论，表明某些量子特征不能基于两个基本前提来再现，这两个基本前提是经典性，贝尔定理和非上下文性，由于贝尔，科亨和斯派克（BKS）。对贝尔不等式和BKS定理的检验是一个很有意义的问题。贝尔定理已经在许多不同的系统上得到了广泛的实验验证，而量子上下文性，它与非定域性无关，甚至在单个物体中也能表现出来，在实验上要求更高。此外，上下文已被证明发挥关键作用，以提供“魔术”的量子计算，使更广泛的实验验证的潜在系统的量子计算更加严格。在这里，我们报告了一个实验验证的单个原子核自旋1系统在固体环境条件下的量子上下文。这样一个三能级系统是不可分割的，因此，在二分系统上进行的实验中存在的兼容性漏洞被关闭。我们的实验结果证实了量子上下文不能用非局域纠缠来解释，揭示了室温下一个具体的自然原子固态系统的内在自旋自由度中除了局域性/非局域性之外的基本量子性。
2016-02-08 quant-ph
Contextual Semantics: From Quantum Mechanics to Logic, Databases, Constraints, and Complexity
我们讨论量子非局部性和上下文，强调逻辑和结构方面。我们还展示了相同的数学结构如何出现在经典计算的各个领域。
2014-06-28 cs.LO quant-ph
A computational test of quantum contextuality, and even simpler proofs of quantumness
本研究受单设备量子优势经典检验启发，通过密码学强制时间分离，将任意互文性博弈编译为单量子设备的计算型互文性检验，并设计了更简单的量子性证明。
2024-10-28 cs.CR quant-ph
Unification of Bell, Leggett-Garg and Kochen-Specker inequalities: A hybrid spatio-temporal inequality
贝尔型（空间），Kochen-Specker（上下文）或Leggett-Garg（时间）不等式是基于经典的合理，但在其他方面非常不同的假设。对于这些不等式中的任何一个，满意度都等价于实验中所有可观测量的联合概率分布。这意味着所有观测量对的联合分布，并且与它们在理论中是否对易无关。这种无差异性将上述不等式统一为相关不等式的一般框架。当物理场景是这样的，相关对都是兼容的，所得到的相关性是非信令，这可能是本地或多粒子，对应于上下文或贝尔型不等式。如果对是不相容的，所得到的相关性对应于Leggett-Garg（LG）不等式。量子力学（QM）违反了所有这些不等式，这表明该理论的局部、空间和时间性质之间存在密切联系。作为统一的具体表现，我们推广了Roy和Singh（J.Phys.A，11，L167（1978））的方法，导出并研究了一类新的混合时空不等式，其中实验中的相关对既相容又不相容.密码学和一夫一妻制的不平等的统一的影响简要触及。
2014-02-19 quant-ph
Non-Contextual and Local Hidden-Variable Model for the Peres-Mermin and Greenberger-Horne-Zeilinger Systems
量子力学自旋的隐变量模型，如泡利自旋算符所表示的，被提出用于系统，以说明Peres和Mermin（1990）以及Greenberger，Horne和Zeilinger（1989）所熟知的无隐变量论点。这两个论点都依赖于非上下文性的假设;后一个论点也可以被表述为非局部性论点，使用局部性假设。这里提出的模型与这两种假设都是相容的。这是可能的，因为自旋可观测量的标量值被作为取向分量的矢量所取代。
2019-11-26 physics.hist-ph quant-ph
Contextuality or nonlocality; what would John Bell choose today?
违反贝尔-CHSH不等式并不能证明量子非定域性、阴谋论和追溯因果关系的猜测是合理的。这样的推测植根于这样一种信念，即在概率模型中设置隐变量的依赖性，称为违反测量独立性，将意味着违反实验者的选择自由。这种信念是没有根据的，因为它是基于贝叶斯定理的可疑使用和对条件概率的不正确因果解释。在贝尔局域真实模型中，隐变量只描述由光源产生的光子束，因此它们不能依赖于随机选择的实验设置。然而，如果描述测量仪器的隐变量被正确地纳入上下文概率模型，则可以在不引起量子非局域性的情况下解释贝尔测试中报告的违反不平等和明显违反无信号的情况。因此，对我们来说，违反贝尔-CHSH不等式只证明了隐变量必须依赖于确定量子可观测量的上下文特征和测量仪器所起的积极作用的设置。贝尔认为他必须在非定域性和侵犯实验者的选择自由之间做出选择。在两个糟糕的选择中，他选择了非定域性。今天，他可能会选择违反统计独立性，即语境性。
2023-02-03 physics.hist-ph quant-ph
Bell argument: Locality or Realism? Time to make the choice
本文根据两纠缠光子的贝尔不等式和单中子的类贝尔不等式的实验检验，讨论了量子力学中非客观性-非定域性难题的一种可能的解决方法.我的结论是，这些实验表明，量子力学是非客观的：也就是说，在测量之前，物理可观察量的值不能分配给一个系统。贝尔的非定域性假设必须被拒绝，因为没有直接的实验证实，至少到目前为止。我还考虑了非客观性和语境之间的关系。具体来说，我分析的影响的Kochen-Specker定理的问题上的上下文的量子观测。我认为，正如冯·诺依曼的“不去”定理，Kochen-Specker定理是基于不符合实际物理情况的假设。最后，我提出了一个基于经典的，纯粹的波模型（前量子经典统计场论），一个模型，再现量子概率的测量理论。在这个模型中，连续的场被转换成检测器的离散点击。虽然这个模型是经典的，但它是非客观的。在这种情况下，根据玻尔的观点，非客观性是实验结果依赖于测量环境的结果。
2011-12-23 math-ph math.MP nlin.CD
Classical logic, classical probability, and quantum mechanics
我们给出了一个概述和概念上的讨论，我们的一些结果的上下文和非局部性。我们特别关注与伊塔马尔Pitowsky的工作相关多面体，贝尔不等式，布尔的“条件可能的经验”的连接。
2020-10-23 cs.LO math.PR quant-ph
No-signaling versus quantum constraints for spatio-temporal correlations caused by weak measurement
海森堡不确定原理的一个公式，涉及所谓的测量不确定性，指出一个可观测量的测量修改了另一个的统计。在这里，我们得出这样的测量不确定原理从两个可理解的假设：不可能的即时消息在一定距离（无信令），违反贝尔不等式（非本地性）。不确定性是建立一对可观的两个空间分离的系统，表现出非局部相关性之一。为此，我们介绍了一种温和的测量形式，它可以获得有关其中一个观测量的部分信息。然后，我们通过从温和测量中获得的信息量，减去取决于非定域性程度的校正，来约束其余可观测量的扰动。所得到的定量表达式类似于量子力学公式，但它是在没有量子形式主义的情况下导出的，并补充了已知的非定域性和无信号干扰的定性效应。
2017-11-22 quant-ph
On monogamy of non-locality and macroscopic averages: examples and preliminary results
我们探讨一夫一妻制的非局部性和弱宏观局部性条件之间的连接：局部的平均行为。我们的分析表明，这是同一枚硬币的两面。此外，我们在Bell型多方情景的情况下展示了两者的结构原因，揭示了文献[Ramanathan et al.，物理修订信函107，060405（2001）; Pawlowski & Brukner，Phys. Rev. Lett. 102，030403（2009）]。更具体地说，我们表明，在每个网站的粒子数量是足够大的允许的测量设置的数量相比，无论系统的微观状态，宏观平均行为是本地现实的，或等价的，一般多部一夫一妻制的关系。这一结果依赖于一个经典的数学定理伏罗勃'ev [理论Probab。7（2），147-163（1962）]关于扩展在单纯复形的面上定义的概率分布的相容族-在Abramsky和Brandenburger [New J.Phys.13，113036（2011）]的层理论框架的语言中，这样的族对应于无信号经验模型，并且扩展的存在对应于局部性或非上下文性。由于伏罗勃耶夫定理只依赖于单纯复形的结构，而不是特定的概率分布（即经验模型），因此我们关于一夫一妻关系和宏观平均定域性的结果不仅适用于量子理论，而且适用于任何满足无信号条件的经验模型。在这个扩展的摘要中，我们通过几个例子来说明我们的方法，这些例子传达了我们分析背后的直觉，同时将讨论保持在初级水平。
2014-12-30 cs.LO quant-ph
Multigraph approach to quantum non-locality
非上下文性（NC）和贝尔不等式可以表示为事件概率的正线性组合$S$的界限$Ω$，$S \leq Ω$。$S$中的排他性事件可以表示为称为$S$的排他性图的图的相邻顶点。在事件对应于量子投影测量的结果的情况下，量子概率与排他性图的Grötschel-Lovász-Schrijver θ体密切相关。然后，通过在θ体上优化$S$并计算相应的排他性图的Lovász数，可以很容易地计算出任何NC或Bell不等式的最大量子破坏的上界。在某些情况下，这个上限是紧的，并给出了确切的最大量子破坏。然而，一般来说，情况并非如此。原因是排他性图没有区分在贝尔不等式（和类似的）场景中排他性可能发生的不同方式。一个有趣的问题是，是否有一个图论的概念，占这个问题。在这里，我们表明，对于任何给定的$N$-particular贝尔不等式，一个边着色的多重图组成的$N$单色图可以用来编码之间的排他性关系的每一方的部分的事件。然后，贝尔不等式的最大量子破坏正好由适用于这些边色重图的Lovász数的细化给出。我们展示了如何计算这个数字的上界使用的半定程序的层次结构和计算上界的$I_3$，$I_{3322}$和三个二部贝尔不等式的排他性图是一个五边形。本文介绍的多重图理论方法可以消除从第一性原理解释量子关联的一些障碍。
2014-10-09 quant-ph
Violation of a temporal Bell inequality for single spins in solid by over 50 standard deviations
量子非定域性已经通过测试不同形式的贝尔不等式得到了实验研究，但迄今为止还没有实现无空洞的实现。较少探索的是时间贝尔不等式，它不受局域性假设的约束，但对系统的时间相关性施加了约束。在本文中，我们报告了一个时间贝尔不等式的实验违反使用金刚石中的氮空位缺陷（NV），并提供了一个新的定量测试的量子相干性。因此，我们提出了一种新的技术来初始化的NV的电子状态具有高保真度，可靠的量子信息处理和/或量子精密测量的协议的实施的必要要求。
2011-03-25 quant-ph
Entanglement and Quantum Nonlocality Demystified
量子非定域性是现代科学中最显著和最难以解释的现象，它在证明贝尔不等式（BI）违反的实验中得到了证实。长期以来，人们已经知道，用于证明自旋极化相关实验（SPCE）的BI的概率模型与SPCE的实验方案是不相容的。特别是这些模型使用一个共同的概率空间，以及联合概率分布的各种不兼容的符合实验和/或条件独立性（贝尔局部性）。奇怪的是，这些结果并不为人所知，或者干脆被忽略了。因此，所谓的贝尔非定域性或量子非定域性与非定域性的一般概念无关，它应该被称为量子非柯尔莫哥洛夫性或量子上下文性。我们很快解释了各种贝尔的地方性假设的真正含义，并表明，如果当地变量描述的测量仪器被正确地考虑，然后BI可以不再被证明。当然，我们并不怀疑在量子信息领域中描述纠缠物理系统的长程关联的有用性。然而，我们不应该忘记，反关联不可能是完美的，波函数不应该被视为单个量子系统的属性，它可以瞬间改变，未执行的实验没有结果。
2021-06-08 quant-ph
