No-cost Bell nonlocality certification from quantum tomography and its applications in quantum-magic-resource witnessing
University of Gdańsk(格但斯克大学);International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk(格但斯克大学量子技术理论国际中心);Max Planck Institute for Quantum Optics(马克斯·普朗克量子光学研究所);Faculty of Physics, Ludwig Maximilian University(慕尼黑大学物理学院);Munich Center for Quantum Science and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心)
本文提出通过量子态tomography测量直接认证非本地性的方法,无需额外实验成本,并展示其在量子魔法资源见证中的应用。
2026-05-12 quant-ph
Generalized discord, entanglement, Einstein-Podolsky-Rosen steering, and Bell nonlocality in two-qubit systems under (non-)Markovian channels: Hierarchy of quantum resources and chronology of deaths and births
广义量子不和谐$(D_q)$、爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向$(S)$、纠缠$(E)$和贝尔非定域性($N$)是量子关联的逻辑上不同的量词。所有这些措施捕捉量子态的非经典方面,并在量子信息处理中发挥一定的资源作用。在这项工作中,我们寻找这些量子关联证人满足的一类两个量子比特状态的层次。我们表明,$N \triangleright S\triangleright E\triangleright D_q$,这意味着非局域性意味着转向,这反过来又意味着纠缠,这意味着$q$ -不和谐。对于所关心的量子态,我们表明,在噪声量子信道下的不变性的层次结构直接意味着一个死亡年表。此外,我们发现,除了不和谐之外,所有量子资源的突然死亡只存在于零测度状态的子集中。最后,我们提供了上述层次结构的另一个结果,即,在非马尔可夫渠道下的突然出生年表的存在的说明。
2016-04-06 quant-ph
Nonlocality free wirings and the distinguishability between Bell boxes
贝尔非局部性可以用局部隐变量模型作为无资源对象的资源理论来表述。两个这样的理论是已知的,一个是建立在本地操作的共享随机性(LOSR)和其他允许,此外,输入前的经典通信。我们表明,以前的通信,虽然无法创建非局部性,导致布线不仅超出LOSR,但也不包含在一个更广泛的类(非局部性生成)的全球布线。从技术上讲,这是通过证明它可以提高贝尔相关优化在所有固定的测量选择之间的统计可扩展性。这在非定域量化的影响,并导致我们的贝尔非定域措施的一个自然的普遍定义。最后,我们还考虑了非局部性证明的统计强度。我们指出了在资源理论的操作框架中的标准定义的一些问题,并提出了简单的解决办法。我们的研究结果揭示了非平凡的功能的几何形状的一套布线,并可能有影响的非本地行为的可操作性。
2017-01-05 quant-ph
Many-body nonlocality as a resource for quantum-enhanced metrology
我们证明了多体非局域性是超精密计量学的一个资源。这一结果是通过将量子传感器的灵敏度与见证非定域性的多体关联函数的组合相关联来实现的。我们用一些突出的例子来说明我们的发现-形成伊辛链的自旋集合和任何双模配置的超冷原子气体。
2020-11-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nonlocality distillation can outperform entanglement distillation
University of Calgary(卡尔加里大学);Institute of Business Administration(商业管理学院)
本文比较了纠缠提纯和非局域性提纯在最大化CHSH违反度方面的策略,发现非局域性提纯在少量共享态副本时能获得更高的CHSH值,并在多个量子资源评估指标上表现出更高效的资源利用。
2026-03-01 quant-ph
Interplay of Quantum Resources in Nonlocality Tests
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理科学学院微尺度物质科学国家研究中心);Shanghai Research Center for Quantum Science and CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学上海量子科学研究中心中科院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心);Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学合肥国家实验室);Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University(清华大学交叉信息研究院量子信息中心);Yau Mathematical Sciences Center, Tsinghua University(清华大学丘成桐数学科学中心)
本研究通过实验揭示了非局域性、纠缠和测量不兼容性之间的复杂关系,展示了通过调节参数提升测量不兼容性估计的方法,并发现增加不兼容性初期增强非局域性但最终导致其减少。
2024-08-20 quant-ph
Quantifying the nonlocality of GHZ quantum correlations by a bounded communication simulation protocol
模拟量子关联与其他非局域资源,如经典通信,给出了一种自然的方法来量化它们的非局域性。虽然多体非定域关联似乎是有用的资源,但对如何模拟多体量子关联知之甚少。我们提出了第一个已知的协议,再现3-particular GHZ相关性有界通信:3位,总共足以模拟所有赤道冯诺依曼测量的3-particular GHZ状态。
2011-02-02 quant-ph
An operational framework for nonlocality
由于量子纠缠的重要性,量子信息的目的,已经开发了一个框架,其表征和量化作为一种资源的基础上,以下操作原则:$N$各方之间的纠缠不能创建本地操作和经典的通信,即使当$N-1$各方合作。最近,非定域性已被确定为另一种资源,替代纠缠和必要的设备无关的量子信息协议。我们引入了一个操作框架的非局部性基于类似的原则:$N$各方之间的非局部性不能创建本地操作,并允许经典的通信,即使当$N-1$各方合作。然后,我们表明,标准定义的多方非定域性,由于Svetlichny,是不符合这种操作方法:根据它,真正的三方非定域性可以创建两个合作方。最后,我们讨论的一致性恢复的替代定义。
2011-12-12 quant-ph
Multipartite Nonlocality as a Resource and Quantum Correlations Having Indefinite Causal Order
从信息论资源的角度来描述量子关联是理解量子关联作为一种资源的能力的一种富有成效的方法。虽然这种情况下的二体纠缠和贝尔不等式违反已经被广泛研究,但对它们的多体对应物知之甚少。在本文中,我们应用和适应最近提出的多体非定域性的定义[Phys. Rev. A 88,014102]的三部和四部的情况下,获得新的见解的资源方面的多体非定域量子关联。具体来说,我们表明再现某些三方量子相关性需要混合经典资源--无论是改变测量分组还是时间顺序的能力。因此,当从双向可分离的单向经典信号源的角度来看时,某些三方量子关联不承认明确的因果顺序。在四分场景中,我们获得了可通过允许两组二分非信令资源来产生的二分相关的集合的超集描述。研究了由此产生的Bell-like不等式的量子破坏。作为一个副产品,我们获得了一些新的例子,真正的四方纠缠的设备独立的证人,也设备独立的证人,可以推断出潜在的多体纠缠的结构。
2013-10-28 quant-ph
Sharing Bell nonlocality of bipartite high-dimensional pure states using only projective measurements
本文证明仅使用投影测量即可共享任意高维纯两体态的Bell非定域性,推广了已有两量子比特纯态的结果,深化了对高维量子态非定域性共享的理解。
2024-02-20 quant-ph
Generation of Nonlocality
环境影响在任何实际情况下都是典型的,这反过来又会对量子资源产生致命的影响。贝尔非定域性是一个非常重要的资源。一些环境的相互作用会导致非定域性的丢失。在这种情况下,找到可能的处方来检索非局部性是至关重要的。本书就提出了这样一个处方。准确地说,我们已经研究了两个量子比特中Bell-CHSH不等式范围内的一些著名的状态,其中我们从Bell-CHSH局域态开始,并可以通过我们的协议将其转换为非局域态。该协议的有效性进一步建立从一个事实,它可以检索非局部性接纳LHV(本地隐藏变量)模型的状态。处方的强度被验证的事实,它可以产生非定域性的国家时,甚至单一的行动对复合系统失败。
2017-02-24 quant-ph
Entanglement as upper bounded for the nonlocality of a general two-qubit system
非定域性和纠缠不仅是量子力学的基本特征,也是量子信息和计算应用的重要资源。探索这两种资源之间的数量关系具有重要的理论和实践意义。量化两量子比特态的非定域性的常见选择是最大违反Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式。对于纠缠来说,是形成纠缠,它是并发度的函数。本文系统地研究了一般两量子比特系统的纠缠与非定域性之间的定量关系。我们重新推导了一般两量子比特态的非定域性的一个已知上界,它依赖于态的纠缠。我们研究了两个不同的双量子比特态的非定域性可以由相同的非定域性测试设置最佳地激发的条件,并找到了具有这种性质的双量子比特态对的类。最后,我们得到了上界可达的充分必要条件。
2020-04-17 quant-ph
Quantifying multipartite nonlocality via the size of the resource
(Bell-)非局部相关的产生,即,相关性导致违反贝尔不等式,需要使用非本地资源,如纠缠态。当从实验或理论中得到一个相关性(条件概率分布的集合)时,最好确定参与方需要在多大程度上进行非局部合作以实现其(再)生产。在这里,我们建议通过资源的最小组大小(MGS)来实现这一点,即,需要为上述目的共享某一特定类型的非本地资源的缔约方的最小数目。此外,我们提供了一个通用的配方-基于提升的贝尔式不等式-从任何给定的非信令资源开始构建MGS证人。在说明此配方的适用性的途中,我们还表明,当限制到全关联函数的空间时,非信令资源与不受约束的信令资源一样强大。明确的相关性的例子,他们的MGS可以使用此配方和其他数值技术确定。
2014-11-17 quant-ph
Quantum networks reveal quantum nonlocality
某些复合量子系统的局域测量结果不能经典地再现。这种不可能性,被称为量子非定域性,代表了量子理论基础上的一个里程碑。量子非定域性也是信息处理任务的宝贵资源,例如量子通信、量子密钥分发、量子态估计或随机性提取。然而,决定一个量子态是否是非定域的仍然是一个具有挑战性的问题。在这里,我们介绍了一个新的方法来解决这个问题:我们研究的量子态的非局域特性时,分布和测量的网络。使用我们的框架,我们展示了如何任何单向纠缠可压缩状态导致非本地相关。然后,我们证明了非局部性是一种非加性资源,它可以被激活。在单拷贝水平上,存在着局域态,当取多个拷贝时,这些局域态就变成非局域态。我们的结果表明,量子态的非局域性强烈地依赖于测量上下文。
2010-10-05 quant-ph
Understanding the interplay of entanglement and nonlocality: motivating and developing a new branch of entanglement theory
本文提出以局域操作与共享随机性(LOSR)替代LOCC作为自由操作,解决非定域性异常、建立无病态特征的多体纠缠与非定域性概念,并推广自检验的资源论解释,从而开创纠缠理论新分支。
2023-11-30 quant-ph
Bell nonlocality and Bayesian game theory
我们讨论贝尔非局部性和贝叶斯博弈之间的连接。这个链接为贝叶斯博弈提供了有趣的视角,即允许参与者以非局部相关的形式接收建议,例如使用纠缠量子粒子或更一般的无信号盒。获得这种“非本地建议”的可能性将导致新颖的联合策略,这在经典环境中是不可能实现的。这意味着量子资源,或者更一般的无信号资源,提供了比经典资源更大的优势。此外,这些策略中的一些可以代表均衡点,导致量子/无信号纳什均衡的概念。最后,我们描述了新类型的问题在非局部性的研究,即考虑非局部优势时,有一组贝尔表达式。
2012-10-03 quant-ph
All incompatible measurements on qubits lead to multiparticle Bell nonlocality
本文证明量子比特上任意不相容测量集合在多粒子场景下均会导致Bell不等式违背,揭示了多粒子与两粒子非定域性的根本差异,并指出测量不相容性可作为资源被超激活且能以设备无关方式认证。
2025-07-15 quant-ph
Resource characterisation of quantum entanglement and nonlocality in multipartite settings
量子技术正受到前所未有的欢迎,一些应用已经进入市场。本文研究了量子技术背后的两个现象:纠缠和非定域性。我们专注于多体系统,并询问这些系统的配置比其他配置更有用。“纠缠性”根据上下文有不同的含义,但粗略地说,我们的目标是更多的纠缠或更多的非定域性。第二章发展了一个多体最大纠缠态的纠缠资源理论。第三章证明了任何连通的二体纯纠缠态网络都是真正的多体非局域网络。第4章表明,与纯态的情况不同,拓扑结构对于确定二体混合纠缠态网络是否是真正的多体纠缠至关重要。据我们所知,我们还获得了GMNL超激活的第一个例子。与前几章探讨的主要思想不同,第五章致力于发展一个受认识论一个开创性结果启发的物理原理。我们主张,这一原理必须适用于任何自然理论,并打算用它来排除与实验观察结果相一致的后量子理论。
2022-06-23 quant-ph
Inequalities witnessing coherence, nonlocality, and contextuality
本文提出基于图的统一方法推导经典性不等式,以刻画相干性、非定域性和语境性,并给出寻找所有此类不等式的算法,在简单场景中验证其有效性。
2024-01-23 quant-ph
Axiomatic approach to contextuality and nonlocality
我们提出了一个统一的公理化方法的上下文性和非局部性的基础上,这两个资源理论。在这些理论中,主要对象是一致的盒子,它们可以通过某些操作进行转换以实现某些任务。资源的数量通过对资源的适当度量来量化。根据最近的文件[J. I. de Vicente,J. Phys. A:Math. Theor. { \bf 47},424017(2014)],以及资源理论的抽象方法的最近发展,例如纠缠理论,我们提出了用于资源的操作和测量的公理和受欢迎的性质。作为测度的公理之一,我们提出了渐近连续性:测度不应该在彼此接近的盒子上相差超过距离,其中一个因子依赖于盒子的尺寸。我们证明了语境性的相对熵是渐近连续的。考虑纠缠理论中的另一个概念-测度的凸屋顶-我们证明了对于一些非局部的和上下文的多面体,资源的相对熵的上界是由资源的成本的一个常数因子。最后,我们证明,提供一个措施$X$的资源不增加下允许类的操作,例如布线,最大的可扩展资源,可以通过这些操作是有界的$X$的值从上到下一个常数因子。我们明确显示哪些公理用于证明所提出的结果,使类似的结果可能仍然是真实的,在其他资源理论与类似的公理。我们还利用已知的蒸馏协议的二分非局部性显示如何上下文资源可以蒸馏。
2015-06-01 quant-ph
Locally unidentifiable subset of quantum states and its resourcefulness in secret password distribution
该研究提出局部子集不可识别性这一新型量子非定域性,证明其强于现有非定域形式,还提出其 genuine 版本,并展示其在秘密口令分发协议中作为资源的更优表现。
2024-01-30 quant-ph
Experimental recycling of Bell nonlocality with projective measurements
作为一种节省量子资源的方法,贝尔非局域性的回收已经被实验研究,但仅限于顺序的非锐化测量。然而,最近理论上已经表明,投影测量足以回收非局域性[物理学评论快报。\textbf{129},230402(2022)]。在这里,我们超越了不清晰的测量场景,并通过实验证明了投影测量的非本地资源的回收利用。通过验证Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式的违反,我们发现三个独立的参与方可以回收两量子比特态的Bell非定域性,无论它是最大纠缠还是部分纠缠。此外,在双破坏区,部分纠缠态的最佳折衷比最大纠缠态的最佳折衷好11个标准差。我们的结果实验消除了常见的误解,投影测量是不兼容的量子相关的回收。此外,我们的非定域循环设置不需要纠缠辅助,这在实验上更加友好,从而为其他类型的量子关联的重复使用铺平了道路。
2022-12-07 quant-ph
Robustness measures for quantifying nonlocality
本文提出广义鲁棒性度量非定域性,证明其等价于贝尔不等式最大违反比率,并发现标准与广义鲁棒性在低维情况下不等价,为资源理论中单调函数的比较提供新概念。
2025-04-25 quant-ph
Experimental demonstration of genuine tripartite nonlocality under strict locality conditions
非定域性抓住了自然界中一个违反传统直觉的反直觉特征。最近的研究表明,我们的物理世界的非定域性至少是三方面的;即,自然界中真正的三分非定域相关性不能被任何涉及二分非经典资源和无限共享随机性的因果理论所再现。在这里,通过允许公平的采样假设和后选择,我们实验证明了这种真正的三方非局域性在严格的局域性约束下的网络中,确保类空分离所有相关的事件,并采用快速量子随机数发生器和高速偏振测量。特别是,对于光子量子三角形网络,我们观察到一个局部漏洞的贝尔型不等式的7.57标准偏差的postselected三分格林伯格-霍恩-蔡林格态的保真度$(93.13 \pm 0.24)\%$,这令人信服地反驳了模拟真正的三分非局部性的可能性,由二分非局部资源与全球共享的随机性。
2022-08-03 quant-ph
Nonlocality in Remote State Preparation vis-a-vis Teleportation
研究了远程态制备(RSP)信息传输协议中量子关联的非定域性问题,给出了一个统一的非定域性参数,并对两种不同的RSP方案进行了讨论.该参数的不同之处仅在于在每种情况下使用的各自类型的本地测量。其中一个RSP方案使用单粒子投影测量,而另一个使用联合Bell基测量。有趣的是,对于每一种RSP系统,Bell-CHSH型不等式的量子力学违反虽然彼此相等,但也等于相应的Bell-CHSH型局域实在不等式的量子力学违反,从而利用非最大纠缠态的公共资源进行隐形传态。这表明,对于这样的资源状态,在信息传输中涉及的相关性的可提取的非定域性的最大量对于标准隐形传态协议和这里考虑的两个RSP方案是相同的,从而意味着隐形传态和远程状态准备之间的本质区别在于双方之间需要交换的经典信息的量,而不是潜在相关性的非局部性。
2016-12-04 quant-ph
Nonlocality from local contextuality
我们的实验表明,非定域性可以产生从单粒子的上下文,通过使用两个粒子的关联,不违反任何贝尔不等式本身。这表明非定域性可以来自{ \em a priori}不同的更简单的现象,并连接上下文和非定域性,这两个关键资源分别用于量子计算和安全通信。从量子信息的角度看,我们的实验构成了一个原理证明,即量子系统可以同时用于量子计算和安全通信。
2016-11-23 quant-ph
Advantages of multi-copy nonlocality distillation and its application to minimizing communication complexity
非定域关联是量子理论的核心特征,而理解为什么量子理论具有有限的非定域性是一个基本问题。由于非定域性也有技术应用,例如,对于与设备无关的密码学,将其理解为资源是有用的,特别是不同类型的非局部性是否以及如何可以相互转换。在这里,我们专注于非局部蒸馏,涉及到使用几个副本的非局部资源,以产生一个更多的非局部性。我们介绍了几个蒸馏方案,其中包括量子关联的非局域关联集的扩展部分。我们的方案是基于一套自然的操作程序,称为布线,可以应用,而不管潜在的理论。一些是重复使用两个副本协议的顺序算法,而另一些是真正的三个副本蒸馏协议。在某些区域,我们证明了真正的三拷贝协议严格优于两拷贝协议。通过应用我们的新协议,我们还增加了区域中的非本地相关性已知引起微不足道的通信复杂性。这使我们更接近于理解可以从信息论原理中恢复的非定域相关集合,这反过来又增强了我们对量子理论特殊之处的理解。
2023-03-07 quant-ph
Nonlocality activation in a photonic quantum network
本文实验证明单份贝尔局域态嵌入多方量子网络后可被激活为非局域性,并通过违反定制类贝尔不等式在无假设条件下认证,为噪声环境下的设备无关应用提供新途径。
2024-05-07 quant-ph
Recycling nonlocality in a quantum network
最近发现纠缠量子比特对的非定域性可以被回收用于几个贝尔实验。在这里,我们超越了标准的贝尔场景,并研究了量子网络中非本地资源的回收利用。我们实现了一个光子量子三分支星形网络,其中三个纠缠对源独立地连接三个外部方与一个中心节点。测量完成后,各外部方分别将其系统中继给独立的二次测量方。我们的实验表明,外部各方可以执行unsharp测量,是强大到足以违反网络贝尔不等式与中央党,但足够弱,以保持足够的纠缠在网络中,让三个次要的缔约方做同样的。此外,违反足够强,以排除任何基于网络中发射的EPR对的标准投影测量的模型。我们的实验将量子资源的再利用与网络中的Bell非定域性结合起来。
2022-02-10 quant-ph
Unextendible product operator basis
本文将非局域性概念从量子态扩展到算子,提出不可扩展乘积算子基及酉算子基等新概念,构造实例并证明其在LOCC下具有非局域性,且区分它们需要纠缠资源。
2024-06-30 quant-ph
Entanglement thresholds for sequential nonlocality sharing in star networks
South China University of Technology(华南理工大学);Harbin Engineering University(哈尔滨工程大学);Jinan University(暨南大学)
本研究通过引入基于概率投影测量的协议,建立了支持整个网络无限制共享所需的纠缠阈值,并推导了资源受限下的共享分支与轮次之间的权衡关系,为量子网络的非局域性回收提供了稳健框架。
2026-10-12 quant-ph
Single-particle steering and nonlocality: The consecutive Stern-Gerlach Experiments
量子非定域性和量子操纵是量子系统的基本关联,仅用经典资源是无法产生的。非定域性描述了影响远程系统中进行的测量的可能结果的能力,在量子操纵中,爱丽丝远程操纵鲍勃的状态。非定域性和操纵的研究对量子信息的发展和许多需要非定域资源的应用(如量子密钥分发)具有重要意义。另一方面,施特恩-格拉赫实验在量子力学和量子信息的历史、发展和教学中占有重要地位。特别地,连续的施特恩-格拉赫实验的思想实验通常被用来解释量子算符之间的非交换性概念。然而,据我们所知,连续的施特恩-格拉赫实验还没有被完全量子化处理,并且人们普遍接受的观点是,通过连续的施特恩-格拉赫实验的原子遵循经典路径。在这里,我们证明了两个连续的Stern-Gerach实验产生的非局域性和转向,这些非局域效应强烈修改了我们通常的理解这个实验。同时,我们也讨论了这个结果的意义及其与纠缠的关系。这意味着使用量子关联,即拥有质量的粒子,来利用这个古老的实验产生非定域taks。
2021-01-12 quant-ph
Cryptographic Quantum Bound on Nonlocality
信息因果关系表明,接收方可获得的信息不能大于来自发送方的通信比特,即使它们利用无信令资源。这一物理原理成功地解释了量子和后量子非定域关联之间的一些界限,在这些界限中,可获得的信息达到了最大限度。我们表明,纯部分纠缠态的无信号资源在通信比特中产生随机性(或噪声),并且不可能达到最大限度,即,信息因果性原理不足以完全识别二分设置的量子边界。非局部性不等式,如所谓的Tsirelson不等式的扩展,以显示这种随机性如何影响强度的非局部相关性。结果揭示了在最简单的Bell情形下,大多数量子关联所遵循的关系。扩展的不等式反映了密码学原理,使得完全加扰的消息不能携带信息。
2017-02-03 quant-ph
Genuine network quantum nonlocality and self-testing
网络结构原则上提供了新形式的量子非定域关联的可能性,这种关联适用于网络,并且不能追溯到标准的量子贝尔非定域性。在这里,我们定义了一个真正的网络量子非局域性的概念。我们的方法是可操作的,并将标准量子非局域性视为在网络中产生相关性的资源。我们展示了几个真正的网络非局域相关性的例子,考虑到所谓的纠缠交换的双局域网络。特别是,我们提出了一个依赖于网络结构的量子自测试的例子;所考虑的相关性是非双域的,但根据通常的贝尔局域性定义是局部的。
2021-05-26 quant-ph
Quantum Bell nonlocality cannot be shared under a special kind of bilateral measurements for high-dimensional quantum states
量子Bell非定域性是一种重要的量子现象。最近,Bell非定域性在单边测量下的可共享性得到了广泛的研究。在本研究中,我们考虑了双边测量下量子Bell非定域性的可共享性。在一类特定的投影算子下,我们发现量子Bell非定域性不能在有限的时间内共享,就像单边测量的情况一样。我们的证明是分析性的,我们的测量策略可以推广到更高维度的情况。
2022-10-26 quant-ph
Observation of nonlocality sharing via not-so-weak measurements
非定域性在量子信息科学中起着重要的作用。最近,它已经被理论预测和实验证明,一个纠缠对的非定域性可以共享多个观察者使用弱测量与中等强度。在这里,我们设计了一个最佳的协议,三个观察员之间的非局域性共享和实验表明,非局域性共享也可以实现使用弱测量接近最大强度。我们的结果揭示了非定域性和量子测量之间的相互作用,并可能在量子操纵,无界随机性认证和量子通信网络中找到应用。
2020-10-04 quant-ph
Entanglement and nonlocality are inequivalent for any number of particles
理解非定域性和纠缠之间的关系是量子物理学的基本问题之一。在二体情形下,我们知道,在某些纠缠量子态中观察到的关联可以在局域模型的框架内得到解释,从而证明了这些资源在这种情形下是不等价的。然而,除了一个具有局域模型的纠缠三量子比特态的例子外,几乎没有人知道多体系统中的这种关系。我们提供了一个真正的多体纠缠态的一般结构,不显示真正的多体非局域性,从而证明了纠缠和非局域性是不等价的任何数量的粒子。
2014-09-25 quant-ph
Experimental nonlocality-based network diagnostics of mutipartite entangled states
日益复杂的量子网络作为量子计算的资源发挥着关键作用;识别其内部相关性的质量的能力将在解决这些状态的构建阶段中发挥至关重要的作用。我们介绍了一种新的诊断方案的纠缠粒子的多体网络,旨在评估质量的门用于工程的状态。使用从一组适当选择的多粒子贝尔测试收集的信息,我们确定的条件约束的质量之间的纠缠键的元素的寄存器。我们证明了所提出的方法的有效性,灵活性和诊断能力,通过表征工程结合双光子超纠缠和光子芯片技术的量子资源。我们的方法是可行的中型网络,由于集群状态的固有模块化的性质,并铺平了道路,以逐节分析大型光子资源。
2016-09-30 quant-ph
Fidelity based Measurement Induced Nonlocality over two-sided measurements
本文介绍了基于量子保真度的双侧冯诺依曼投影测量下二分态的测量诱导非定域性。虽然这个量的所有性质都反映在单边测量的性质上,但后者可以为任意二分态设定一个上界。作为例子,我们研究了Bell对角态的非定域性。
2018-02-15 quant-ph
Simulation of Quantum Correlation Functions is not Sufficient Resource to Describe Quantum Entanglement
贝尔定理表明,量子力学不是一种局域实在论,而局域实在论常被解释为自然界的非局域性。这个结果导致了这样的信念,即非定域性和纠缠是相同的资源。然而,这一信念在文献中受到了批判性的挑战。在这里,我们重新审视非局域性和纠缠之间的关系,光的BCT模型,这是最初提出的模拟量子相关的贝尔态通过使用共享的随机变量增加了经典的通信。通过提出一个基于完美关联(反关联)关系的可观测事件,导出了区分量子力学和BCT模型的新判据。特别是,我们表明,在BCT模型可以获得相等的输出为两个相反的输入设置与非零概率0.284。因此,在这个意义上,我们认为,BCT模型可以引起一个非物理的结果。我们也显示了同样的问题与非本地版本的BCT模型。
2020-04-15 quant-ph
The operational significance of the quantum resource theory of Buscemi nonlocality
虽然在贝尔实验中,纠缠对于观察非定域性是必要的,但存在着永远不能用来证明非定域关联的纠缠态。在一篇开创性论文[PRL 108,200401(2012)] F.布西米扩展了标准的贝尔实验,允许爱丽丝和鲍勃被问到量子问题,而不是经典问题。这就产生了一个更广泛的非定域性概念,它可以在每个纠缠态中观察到。在这项工作中,我们研究了这种类型的非局部性称为Buscemi非局部性的资源理论。我们提出了一个几何量词测量一个给定的状态和本地测量产生Buscemi非本地相关性的能力,并建立其业务意义。特别是,我们表明,任何分布式测量,可以证明Buscemi非本地相关性提供严格更好的性能比任何分布式测量,不使用纠缠的分布式状态歧视的任务。我们还表明,使用一个给定的状态可以产生的Buscemi非定域性的最大量是完全等于它的纠缠内容。最后,我们证明了Buscemi非定域性,执行非经典隐形传态的能力,和纠缠之间的定量关系。利用这种关系,我们提出了新的歧视任务,非经典的隐形传态和纠缠导致的优势,他们的经典同行。
2020-12-07 math-ph math.MP quant-ph
On Quantum Nonlocality: Using Prediction of a Distant Measurement Outcome
我们假设由两个因果分离的测量结果之间的相关性引起的事件,根据定义,是量子非定域性或超光速影响的表现。给出了Alice-Bob类型的一个例子,其中字符被替换。讨论了量子非定域性与相对论的关系。
1998-02-27 quant-ph
Nonlocality Distillation and Quantum Voids
通过非定域蒸馏,一个给定的非定域相关的副本的数量可以变成一个新的相关显示更高程度的非定域性。除了在非定域性是一种资源的情况下,蒸馏协议的明确相关性外,蒸馏协议在理解量子理论的信息理论原理方面也发挥着重要作用。在这里,我们推导出一个必要条件,非局部蒸馏从两个副本,并应用它,在其他结果中,以显示$1$ D和$2$ D量子空洞-面的非局部单形集没有量子实现-可以蒸馏到PR盒。从而推广了文献中已有的结果。例如,展示了一大类后量子相关性,这些相关性使通信复杂性变得微不足道,违反了信息因果性原理。
2019-03-22 quant-ph
Full network nonlocality
网络使非定域性的研究超越了贝尔定理。在这里,我们介绍了完整的网络非局部性的概念,它描述的相关性,需要在网络中的所有链接分配非本地资源。展示了这个概念是强于标准的网络非局域性,我们证明了最著名的网络贝尔测试没有见证完整的网络非局域性。相比之下,我们证明了它的推广到星形网络是能够在量子理论中检测到完整的网络非局域性。更一般地说,我们指出,已建立的方法分析本地和理论无关的相关性网络可以结合起来,以系统地推导出充分的网络非局部性在任何网络和输入/输出的情况下的充分条件。我们证明了这些方法的有用性,通过构建多项式证人的全网络非局域性的bilocal的情况。然后,我们证明了这些不等式可以通过量子优雅联合测量来违反。
2022-01-27 quant-ph
There is no anomaly in the nonlocality of two entangled qutrits
毫无疑问,纠缠和非定域性是不同的资源。人们承认,最大纠缠态和最大程度违反贝尔不等式的态之间的差异是这一点的一个清楚的说明。我们给出了强有力的证据表明,这种异常可能是一个人工制品的措施,已被用来量化非局域性。通过推理,贝尔函数的数值是类似于一个证人,而不是一个量词,我们定义了一个措施的非定域性,并表明,对qutrits和四个级别的系统,最大纠缠对应于最大的非定域性在相同的情况下,引起了差异。
2015-09-04 quant-ph
The genuinely multipartite nonlocality of graph states is model-dependent
Technical University of Munich & Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑工业大学与慕尼黑量子科学与技术中心);Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院理论物理中心);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);Inria Saclay(法国国家信息与自动化研究所萨克雷中心);CPHT, Ecole polytechnique, Institut Polytechnique de Paris(巴黎综合理工学院高等物理和化学工业学院)
本文探讨了图状态的真实多体非局域性,指出其定义依赖于模型,并通过不同定义分析了簇状态和GHZ态的非局域性特性。
2025-12-12 quant-ph
Nonlocality, Asymmetry, and Distinguishing Bipartite States
纠缠是一种有用的资源,因为一些全局操作不能使用经典通信在本地实现。我们证明了一些结果是什么,是不是本地可能的。我们专注于正交状态,它总是可以在全球范围内区分。我们建立了一个一般的2 × 2量子态的局部可区分的必要和充分条件,以及一个一般的2 × n量子态的局部可区分的必要和充分条件。这些结果揭示了非定域性的基本不对称性,这是“无纠缠非定域性”的起源,我们提出了一个非常简单的证明这一现象。
2002-07-11 quant-ph
Schmidt-number robustness as a unified quantifier of high dimensional entanglement in Buscemi nonlocality
College of Information Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology(北京化工大学信息科学与技术学院)
本文通过Schmidt数鲁棒性统一量化高维纠缠,揭示了不同Buscemi型操作对象间的资源关系。
2025-12-27 quant-ph
Efficient discrimination schemes for unextendible product bases with strong quantum nonlocality
School of Mathematics and Science, Hebei GEO University(河北地质大学数理学院);Hebei Province Key Laboratory of Intelligent Sensing and Data Processing for Geo-environment, Hebei GEO University(河北省Geo环境智能感知与数据处理重点实验室)
本文提出三种高效区分具有强量子非局域性的不可扩展产物基的方案,利用最大化纠缠态减少资源消耗。
2026-08-04 quant-ph
Revivals of Bell nonlocality require Schrödinger and Heisenberg non-Markovianity
University of Turku(图尔库大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare(意大利国家核物理研究所);Nicolaus Copernicus University(尼古拉·哥白尼大学)
本文证明,若记忆效应能使贝尔非局域性随时间复兴,则动力学必须在薛定谔和海森堡绘景中均非马尔可夫,并通过设备无关量子密钥分发任务展示结果。
2026-10-08 quant-ph
Multipartite Nonlocality in Clifford Networks
该研究基于资源理论框架,按操作约束分类量子网络非定域性,证明纯稳定子态下局部Clifford门无网络非定域性,混合态下可产生,且后选择时两体纠缠可生成所有形式的量子网络非定域性。
2023-06-15 quant-ph
Experimental Certification of Sustained Entanglement and Nonlocality after Sequential Measurements
纠缠态是量子信息科学的基础。然而,当一个粒子通过投影(尖锐)测量被观察到时,二分纠缠被破坏了,因为它在大多数实验中都是典型的情况。在这里,我们的实验表明,如果不是尖锐的测量,一个执行许多顺序unsharp测量一个粒子,这是适当的选择取决于以前的结果,然后纠缠被保存,它是可能的,通过测量第二个粒子在任何步骤的序列揭示量子关联。具体地说,我们观察到,在偏振纠缠的光子对保持纠缠时,一个粒子进行三个连续的测量,其中每一个都可以用来违反CHSH不等式。这个原理验证实验证明了重复利用两个关键资源的可能性,纠缠和贝尔非定域性,在大多数量子协议中,它们在一次测量后就会被破坏。我们使用的协议,原则上适用于一个无界的测量序列,可以用于随机性提取。
2020-04-08 quant-ph
Inequality relation between entanglement and Bell nonlocality for arbitrary two-qubit states
纠缠和Bell非定域性被用来描述量子不可分性。贝尔非局域态是纠缠态的严格子集。一个自然的问题是,对于一般的两量子比特纠缠态,贝尔非定域性占据了多大的纠缠空间。本文利用大量随机产生的双量子比特态研究了纠缠与Bell非定域性的关系,并给出了两个量子资源之间的约束不等式关系。为了研究不等式关系的上界或下界,我们发现了极大(极小)非定域纠缠态,即对于给定的纠缠值,极大(极小)Bell非定域性的值。接着,我们考虑了一种特殊的混合态,这种混合态是通过对werner态进行任意幺正操作而得到的。研究发现,这种特殊的混合态的纠缠度和Bell非定域性与对Bell态进行幺正操作所得到的纯态的纠缠度和Bell非定域性有关。
2019-09-01 quant-ph
Strong quantum nonlocality with entanglement
强量子非定域性是近年来通过所有二分块中的局域不可约性概念引入的,它是多体系统中非定域性的一种更强的表现形式。已知的强非局部正交态集的存在性结果仅限于乘积态。本文基于魔方,首次构造了$d\otimes d\otimes d$中所有$d\geq 3$的纠缠态集合.因此,我们回答了Halder \emph{et al.} [Phys. Rev. Lett. \textbf{122},040403(2019)],也就是说,存在强非局域的正交纠缠基。此外,我们提出了两个纠缠辅助协议的本地歧视我们的结果。每种协议平均消耗的纠缠资源都比基于传送的协议少。我们的结果显示了纠缠的强量子非定域性现象。
2020-07-20 quant-ph