Quantifying the randomness of copies of noisy Popescu-Rohrlich correlations
在无信号的世界中,非局域盒的输出不能完全预先确定,这是许多利用非局域性的量子信息协议中利用的一个特征,例如设备无关随机生成和量子密钥分发。非局部性和随机性之间的这种关系可以通过最小熵来正式量化,最小熵是输出不可预测性的度量,其成立的条件是任何对手的知识仅受无信号原则的限制。这个量可以很容易地计算出噪音Popescu-Rohrlich(PR)盒,非局部性的范例。在本文中,我们考虑了最小熵与几个副本的噪音PR盒。在使用n对非通信设备实现n个噪声PR盒的情况下,已知每个PR盒表现为独立的有偏硬币:每个PR盒的最小熵随副本的数量而恒定。我们表明,这并不适用于更一般的情况下,几个嘈杂的PR盒实现从一对设备,顺序使用n次或在一次运行中产生n个结果位。在这种情况下,每个PR盒的最小熵小于单个PR盒的最小熵,并且它随着副本数量的增加而减小。
2018-10-02 quant-ph
Couplers for Non-Locality Swapping
研究广义非定域理论可以深入了解量子力学的基础。在这里,我们专注于非定域交换,类似于量子纠缠交换。为了实现这样一个协议,需要一个耦合器,执行广义的“盒状”状态的量子联合测量的等效。建立一个连接到贝尔不等式,我们定义了一致的耦合器的理论包含任意数量的非局部性,这使我们引入完美和最小耦合器的概念。值得注意的是,Tsirelson的量子非定域性界自然出现在我们的研究中。
2009-07-15 quant-ph
Consistent theory for causal non-locality beyond Born's rule
根据相对论和因果关系,一种超越量子力学的特殊类型的关联在原则上是可能的,称为{ \it非定域盒}。这个概念是从满足相对论因果关系的非定域性原理引入的。在本文中,我们表明,导致非局域盒的关联是可能的,如果我们释放的量子力学中的主要公理之一,{ \it玻恩规则}的一致性。这使我们能够得到一个理论,它在光谱的一端与经典概率一致,在另一端与非局部因果关系理论一致。同时,我们认为,相关性在于一个特殊的数学约束的空间,使物理实现的相关性,通过概率措施是不可能的,在一个方向上的限制,是可能的,在其他限制。
2014-01-06 quant-ph
Non-Locality distillation in tripartite NLBs
在量子力学中,一些空间分离的子系统表现为单个系统的一部分,这个单个系统的态的叠加不能写成单个子系统的态的乘积,我们称这样的系统的态是纠缠的,这样的系统在测量结果之间产生了非定域关联。非定域关联是某些测量结果的条件概率分布,不能用共享信息来解释,这些关联可以用非定域盒(NLB)来研究,而非定域盒可以看作是一个量子系统。NLB是一个抽象的对象,它具有多个输入(测量设置)和多个输出(结果),这样的NLB可以是量子的和超量子的。相关性在量子信息理论中很有用,相关性越强越有用,因此我们研究了具有多个较弱非定域系统的协议,将这些协议应用于较弱系统可能会导致较强的非定域相关性,我们称这样的协议为非定域蒸馏协议。在我们的工作中,我们在这里提出了非定域蒸馏协议的三方NLB特别是GHZ盒和类44,45和46的无信号多面体。
2018-01-19 quant-ph
Characterizing nonlocal correlations through various $n$-locality inequlities in quantum network
多体量子网络具有多个独立的源,与传统的涉及单个源的多体贝尔实验相反。到目前为止,网络非定域性已被探索时,每个源产生的两个量子比特纠缠态。在这项工作中,我们证明了网络的非局部性时,每一方进行黑箱测量,系统的尺寸仍然是未指定的。在一个有趣的工作中,通过考虑每个源在传统的双局域场景中产生两个量子比特的纠缠态,Gisin \emph{et. al.}在https://doi.org/10.1103/PhysRevA.96.020304]中证明了二分Clauser-Horne-Shimony-Halt不等式和双局域性不等式之间的违反之间的对应关系。我们引入了一个变种的平方和的方法来重现他们的结果,而不假设系统的尺寸。然后,我们推广的论点在星形网络拓扑结构的网络非局部性。此外,我们提出了一组新的$n$ -局域性不等式在星形网络配置,其中每一个$n$各方执行任意数量的二分法测量和证明上述之间的对应关系的量子违反的$n$ -局域性不等式和链式贝尔不等式。一个类似的对应关系证明了最近制定的家庭的$n$ -局域性不等式的最佳量子破坏时,每个源发射一个两个量子比特纠缠态,并需要多个副本的两个量子比特纠缠态不能获得的基础上。在本文中,网络中的每一方都执行黑盒测量,系统的维度仍然没有确定。
2021-12-29 quant-ph
Robustness of non-locality in many-body open quantum systems
非定域性在于局部测量之间存在非经典相关。到目前为止,它主要是在孤立的量子系统中研究的。在这里,我们表明,非本地相关性是存在的,可以检测到,并可能是强大的对噪声也在多体开放量子系统,无论是在稳态和瞬态政权。我们进一步讨论了当开放量子系统经历重复测量时非局域关联的鲁棒性,这是量子密码学的一个相关场景。
2022-08-31 quant-ph
From Quantum Cryptography to Intuitionism and beyond: relativity, many-worlds and non-locality
University of Geneva(日内瓦大学);Constructor University(康斯特鲁克特大学)
本文在纪念 Gilles Brassard 七十岁生日时,提出有限速率创造新信息的想法,并发展“不确定性是相对的”观点,以阐明相对论与非定域性的相容性。
2026-09-09 quant-ph
Non-Locality and Classical Communication of the Hidden Variable Theories
在迄今为止的所有局部实在论中,局部性都是一个基本假设。大多数人认为局域实在论与量子力学之间的不一致是由于量子力学的非局域性造成的。本文导出了具有瞬时相互作用的粒子的Bell不等式,并证明了量子力学与非定域隐变量模型之间仍然存在上述矛盾。然后,我们利用这种非局部性得到了GHZ定理。在下文中,我们表明,培根和托纳的协议,贝尔相关的模拟,通过使用本地隐藏变量增加经典通信,有一些不符合量子力学。我们的方法可以从另一个角度回答Bullard问题,我们表明,如果我们接受我们的本性服从量子力学定律,那么所有的量子力学结果不能被经典通信或非局域盒的单例使用所增强的现实理论所模拟。
2006-09-03 quant-ph
The locality of quantum subsystems I
当代量子力学的许多公式都以非定域的方式描述了纠缠多体系统的边缘概率分布。与联合分布的非局部性不同,边缘分布的非局部性不受理论或实验的影响。本文探讨了哥本哈根,德布罗意-玻姆和路径求和解释的背景下,这个问题。一个分离的信息流到量子子系统和张量积结构的波函数之间的突出连接的问题。
2017-08-22 quant-ph
On quantum non-signalling boxes
经典的非信号(或因果)盒是对经典的二分输入和经典的二分输出的操作,使得没有信号可以通过使用盒从一方发送到另一方。这种盒子的量子对应物,即二分态上的完全正的保迹映射,虽然在文献中有研究,但研究的程度不如经典盒子。本文给出了这类映射的一些结果和注记。特别是,我们分析:因果性、非定域性和纠缠性之间的关系;因果映射和纠缠破缺映射之间的联系;因果映射的固定归约状态分类刻画。我们还提供了新的证据的事实,即每一个非产品的酉变换是不是因果关系,以及所谓的半因果性和半局部化属性的等价性。
2005-05-14 quant-ph
Bell Non-Locality in Many Body Quantum Systems with Exponential Decay of Correlations
利用贝尔不等式作为探索非经典物理行为的工具,本文分析了人们在多体量子物理中可以期望发现的东西。具体地说,将通常的相关性场景框架为具体的自旋晶格,我们想知道是否有可能违反限制在这种场景中的贝尔不等式。使用聚类定理,我们能够证明,一个大家庭的量子多体系统的行为几乎是局部的,违反贝尔不等式(如果是这样)只有一个不显着的量。我们还提供了例子,通过反例解释我们的一些假设,并提出我们的定理的所有证明。我们希望这篇论文是独立的。
2020-06-09 quant-ph
More Detailed Descriptions of Locality and Realism
许多实验表明,定域实在论与量子力学的预言不一致。虽然局部性和实在性这两个不同的概念被赋予了各自的定义,但当它们应用于实际的实验情况时,它们的描述都有些抽象。这种抽象的描述导致人们很难判断这种差异是来自局部性还是现实性,或者两者兼而有之。本文对定域性和实在性作了更详细的描述,并证明了任何处于纯态或非最大混合态的系统都具有非实在性。我们还提出了在现有技术下可行的实验方案来测试非局部性realsim。讨论了非定域性与纠缠和关联的关系。
2007-11-09 quant-ph
Exploring quantum non-locality with de Broglie-Bohm trajectories
本文通过德布罗意-玻姆轨迹研究量子非局域性,发现氦原子中存在使轨迹系综误差最小的最优非局域量子关联长度,可用于静态与受驱多体量子系统研究。
2012-01-06 quant-ph
Detecting non-locality in multipartite quantum systems with two-body correlation functions
贝尔不等式定义了实验上可观测的量来检测非定域性。通常,它们涉及所有各方的关联函数。不幸的是,这些测量是很难实现的系统组成的许多成分,其中只有少体关联函数是可访问的。在这里,我们证明了高阶关联函数是不必要的证明多体量子态的非定域性构造贝尔不等式从一个和两个身体的关联函数为任意数量的缔约方。在多体物理学中自然出现的Dicke态是两体Lipkin-Meshkov-Glick哈密顿量的基态,它们违反了所得的不等式.
2013-06-28 quant-ph
Many Worlds Model resolving the Einstein Podolsky Rosen paradox via a Direct Realism to Modal Realism Transition that preserves Einstein Locality
量子物理实验对贝尔不等式的违反否定了所有相对论微观因果的经典实模型,即短局域实模型(LRM)。非定域性,臭名昭著的“幽灵般的相互作用在一个距离”(A。爱因斯坦),已经足够的“不真实”,以激励修改“现实”在“本地现实”。这导致了许多世界,最终导致了许多思想解释。我们引入一个简单的多世界模型,解决了爱因斯坦波多尔斯基罗森悖论。该模型从经典LRM开始,从而澄清了多世界概念本身并不意味着量子物理。一些所需的非局部性,例如在相等的测量角度的反相关性,已经存在,但贝尔不等式当然不能被违反。一个简单而自然的步骤将这个LRM变成一个预测正确概率的量子模型。有趣的是,关键的一步显然不是修改定域性,而是修改实在性:以前可能仍然是直接实在论的东西变成了模态实在论。这支持了从关注量子力学的非定域性转向成熟的结构实在论的趋势,这种结构实在论保留了微观因果关系。
2011-08-08 physics.hist-ph quant-ph
Minimum quantum resources for strong non-locality
我们分析了实现强非局域性所需的最小量子资源,例如经典的GHZ结构。我们已经知道,没有一个两量子比特系统,在有限数量的局部测量下,可以实现强非定域性。对于三量子比特系统,我们表明,强非局域性只能在GHZ SLOCC类中实现,并与赤道测量。然而,我们发现,在这个类中有一个无限的家庭的状态,这是成对的非LU-等价的,实现强非局部性与许多测量。这些状态在一个量子比特和其他两个量子比特之间的纠缠度越来越小,需要对后者进行越来越多的本地测量。
2017-05-25 quant-ph
Distillation of Multi-Party Non-Locality With and Without Partial Communication
从信息的角度来看,非定域关联是量子物理学最迷人的结果之一:这种关联虽然不允许信号,但无法用预先共享的信息来解释。这种相关性在密码学、通信复杂性方面有应用,并且是许多试图从经典信息的角度更好地理解量子理论及其局限性的尝试的核心。在这些情况下,关键的问题是是否可以提取这种相关性,即,弱相关性是否可以用于产生(较少量的)较强相关性。尽管这个问题已经被广泛地研究了二分相关(产生悲观和乐观的结果),只有很少的是在多分的情况下知道。我们表明,一个自然的概括,著名的波普-Rohrlich盒可以蒸馏,通过自适应协议,代数最大值。我们使用这个结果进一步表明,一个更大的类的相关性,包括所有纯粹的三方相关性,可以从任意弱到最大强度与部分通信,即,仅使用从头开始创建相同相关所需的通道的子集。换句话说,我们证明了任意弱的非局部相关性在生成最大非局部性的背景下可以具有“通信值”。
2013-01-24 quant-ph
Uncertainty Principle Respects Locality
非定域性的概念隐含着自然界中可能存在某种幽灵般的超距超距作用,然而,量子力学的有效性迄今为止已经得到了很好的检验。本文指出非定域性的概念在物理上是不恰当的,而定域性的基本原理,即不确定原理,却为量子力学所推崇。我们表明,量子约束的克劳泽,霍恩,Shimony,霍尔特(CHSH)不等式可以恢复的不确定性关系中的多部设置。我们进一步论证了非定域盒所证明的超量子关联在物理上与量子关联不可比较。自然界量子结构的起源仍然有待解释,某种在某种意义上比量子力学更完整的后量子理论是可能的,也不一定是隐变量理论。
2015-04-19 physics.gen-ph quant-ph
Distilling Non-Locality
纠缠量子态的两个部分在测量下的联合行为中可以具有无法用共享经典信息解释的相关性。这种相关性被称为非本地的,并已被证明是一个有趣的信息处理资源。由于非局域相关性越强越有用,因此很自然地会问,弱非局域性是否可以被放大。我们给出了一个肯定的答案,提出了第一个协议提取非局部性的框架内广义非信令理论。我们的协议适用于量子和非量子关联。这表明,在许多情况下,一个相关性的单个实例可以违反CHSH不等式的程度并不是衡量非局部性有用性的好方法。一个更有意义的衡量标准来自我们的结果。
2009-03-05 quant-ph
Trading Permutation Invariance for Communication in Multi-Party Non-Locality Distillation
量子理论提出了经典物理学无法解释的现象--或者说是信息。一个突出的例子是非局部性。非局部相关性不能用经典术语来解释,只能用信息共享来解释,而只能用交流来解释。另一方面,这种现象不允许(可能比光更快的)消息传输。量子理论预测了一些非定域和非信号相关性,而另一些则没有,这一事实要求一个尽可能简单的标准,来表征哪些联合输入-输出行为是“量子”,哪些不是。在推导这种标准的上下文中,理解何时非局部相关性可以通过非交互式协议放大是至关重要的,即,某些类型的弱非局部性是否可以通过局部操作而被提炼为更强的非局部性。由于人们已经认识到,搜索的标准必须固有的多方,蒸馏的问题,广泛研究和了解双方的情况下,应在多用户设置,那里知道的少得多。考虑到空间的内在n-部的相关性,我们证明了蒸馏弱非本地盒代数最大的没有任何通信的可能性。我们的协议改进了以前已知的方法,仍然需要部分通信。我们完全放弃交流的必要性所付出的代价是置换不变性的假设:在某个参与者集合之间可以实现的任何相关性在任何这样的集合之间都是可能的。这个假设是非常自然的,因为物理定律在空间平移下是不变的。
2013-12-18 quant-ph
Multi-User Non-Locality Amplification
从信息的角度来看,非定域相关性是量子理论最吸引人的特征之一:这种相关性虽然不考虑信号,但无法用预先共享的信息来解释。这种相关性在密码学、通信复杂性方面有应用,并且是许多试图从经典信息的角度理解量子理论及其局限性的尝试的核心。在这些背景下,关键的问题是这种相关性是否可以被放大或提炼,即,是否以及如何使用弱相关性来产生(较少量的)较强相关性。尽管这个问题已经被广泛地研究了二分相关(产生悲观和乐观的结果),只有很少的是在多分的情况下知道。我们介绍了一个一般框架之间的减少多方投入产出系统。在这种形式主义,我们表明,一个自然的n方推广的著名Popescu-Rohrlich盒可以蒸馏,通过自适应协议,代数最大值。我们使用这个结果进一步表明,一个更广泛的类的相关性,包括所有纯粹的三方相关性,可以蒸馏从任意弱到几乎最大强度与部分通信,即,仅使用从头开始创建相同相关所需的通道的子集。或者,这意味着任意弱的非局部相关性可以在生成最大非局部性的上下文中具有“通信值”。
2013-07-30 quant-ph
Majorana fermions and non-locality
定域马约拉纳费米子出现在许多拓扑有序系统中,并表现出伊辛任意子的交换统计。这使得能够通过编织和融合马约拉纳费米子来实现有限操作集的抗噪声实现。不幸的是,这些操作无法实现通用的量子计算。我们表明,不管这些限制,马约拉纳费米子可以用来证明非局部性(相关性不兼容的本地隐藏变量理论)在实验中只使用拓扑保护操作。我们还表明,我们的建议是最佳的资源,10马约拉纳费米子证明是必要的和足够的证明二分非局域性。此外,我们确定了严格的限制三方非本地的可能性。我们评论的潜力,这种纠缠系统中使用的量子信息协议。
2014-01-21 quant-ph
On the power of non-local boxes
非本地盒是一个具有以下属性的虚拟设备:假设Alice在设备的她的一端输入一个位,Bob也这样做,它会产生两个位,一个位在Alice的一端,另一个位在Bob的一端,这样输出的XOR等于输入的AND。这个盒子的灵感来自于CHSH不等式,最初是由Popescu和Rohrlich提出来研究这个问题的:既然一对最大纠缠的量子比特是非局域的,为什么它不是最大非局域的?我们相信,理解这个盒子的力量将有助于我们深入了解量子力学的非定域性。Cerf、Gisin、Massar和Popescu最近指出,这种假想的装置能够模拟任何单重态测量的相关性。在这里,我们证明了非定域盒实际上可以做更多的事情:通过模拟幻方伪心灵感应游戏和Mermin-GHZ伪心灵感应游戏,我们证明了非定域盒可以模拟量子相关性,而在二分场景中,甚至在多方场景中,纠缠的量子比特对都无法模拟量子相关性。最后,我们证明了一个单一的非局域盒不能模拟所有的量子关联,并提出了一个推广的多方非局域盒。特别是,我们展示了量子相关性,其模拟需要指数数量的非本地盒子,在最大纠缠量子比特对的数量。
2005-11-07 quant-ph
Non Locality versus Modified Realism: Convivial Solipsism
许多物理学家现在承认量子力学是一种非定域理论。EPR论证和许多实验(包括最近的无环孔测试)显示贝尔不等式的违反似乎已经令人信服地证实了量子力学不可能是局域的。然而,这一结论只能在一个标准的实在论框架内得出,假设对波函数的本体解释,并将波函数的坍缩视为系统物理状态的真实变化。我们表明,这种观点是不是强制性的,如果崩溃不被认为是一个实际的物理变化,它是可能的恢复本地。
2019-11-12 quant-ph
Detecting many-body Bell non-locality by solving Ising models
贝尔非定域性代表了量子纠缠的最终结果,从根本上破坏了经典的原则,即空间分离的自由度具有独立于测量行为的客观属性。尽管它的重要性,探测贝尔非定域性在多体系统被认为是一个艰巨的挑战,与系统规模呈指数级的计算成本。在这里,我们提出并验证了一个有效的变分方案,基于逆经典伊辛问题的解决方案,在多项式时间内可以探测任意一组量子数据是否与局部理论兼容,如果不兼容,它提供了一个多体贝尔不等式违反的量子数据。我们使用我们的方法来揭示新的多体贝尔不等式,违反了适当的测量范式量子态(海森堡反铁磁体的低能态),铺平了道路,系统的贝尔测试在多体领域。
2021-04-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Bell non-locality using tensor networks and sparse recovery
贝尔定理(Bell's theorem)是量子理论的基石,也是许多量子信息处理协议的核心。多年来,人们对非定域性提出了不同的观点,也提出了不同的方法来检测非定域性并对其进行量化。不幸的是,尽管它具有相关性,但随着贝尔场景复杂性的增加,确定给定的观测相关性是否是非定域性变得难以计算。在这里,我们建议分析一个贝尔的情况下,张量网络,允许测试和量化的非局部性诉诸非常有效的算法源于压缩感知,并提供了一个显着的加速与标准的线性规划方法相比。此外,它允许证明,非信令相关性可以描述由准概率的隐变量模型。
2020-01-31 quant-ph
Nonlocality in Bell's theorem, in Bohm's theory, and in Many Interacting Worlds theorising
“局部性”是一个令人担忧的词,即使在贝尔定理的限制范围内。正如我们中的一个人在其他地方所说的那样,部分原因是贝尔本人在他职业生涯的不同阶段使用了不同含义的词。局部性的最初的、较弱的含义是在他1964年的定理中:一方对设定的选择永远不会影响远处第二方进行测量的结果。违反这种弱定域性概念(因而表现出强非定域性形式)的量子理论的缩影是玻姆力学。最近,受玻姆力学的启发,人们提出了一种新的量子力学方法:多个相互作用世界。虽然在概念上很清楚世界之间的相互作用如何能够实现这种强非定域性,但理论中的技术问题迄今为止阻止了通过模拟来证明。在这里,我们报告了在解决需要克服的最基本的困难之一方面取得的重大进展:正确建模波函数与节点。
2018-09-04 quant-ph
Non-locality and quantum theory: new experimental evidence
从60年代后期开始,人们用Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)型关联来验证贝尔不等式的违反。这些实验的想法是:(i)贝尔不等式是定域性的结果,因此它的实验破坏是非定域性的指示;(ii)这种破坏是典型的量子现象,因为任何经典系统进行局部选择(确定性或随机性)将产生满足这个不等式的相关性。这两个声明(i)和(ii)已被批评的量子概率理论的理由(不讨论在本文件中)和下面讨论的实验已被设计来支持这些理论论点。我们强调,我们的实验的目的不是要重现经典的EPR相关,但要证明存在完美的局部经典动力学系统违反贝尔不等式。
2000-07-07 quant-ph
Locality-aware Qubit Routing for the Grid Architecture
由于在NISQ时代可用的量子比特的短退相干时间,在给定稀疏耦合的物理架构的情况下,尽可能高效地封装(最小化逻辑量子线路的大小和/或深度)逻辑量子线路是至关重要的。在这项工作中,我们介绍了一个基于图论框架的局部感知量子比特路由算法。我们的算法是专为网格和某些“网格状”的架构。我们通过实验将其与近似令牌交换算法进行比较,证明了该算法的竞争力,该算法在许多最先进的量子转译器中用作原语。我们的算法产生电路的可比深度(更好的随机排列),同时是一个数量级的速度比一个典型的实现的近似令牌交换算法。
2022-03-21 quant-ph
Structured Non-Locality and Emergent Locality in Cavity-QED Many-Body Dynamics
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);ICREA-Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats(ICREA-加泰罗尼亚高级研究学院)
研究腔QED多体动力学的局域性与非局域性,明确子空间局域乘积态基及角动量选择定则的作用,推导自旋模型有效哈密顿量,开辟新型多体动力学。
2026-08-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
An Elementary Proof That Everett's Quantum Multiverse Is Nonlocal: Bell-Locality and Branch-Symmetry in the Many-Worlds Interpretation
本文针对埃弗雷特多世界理论常被认为具有Bell定域性的观点,通过分析GHZ非定域性定理证明其不满足Bell定域性,指出分支强对称性导致其无法定义概率与还原统计,仅靠添加类Bohm隐变量修正后的理论才明确具有Bell非定域性。
2023-06-13 physics.hist-ph quant-ph
Unbounded device-independent quantum key rates from arbitrarily small non-locality
本工作证明设备无关量子密钥分发中非定域性无充分性下界,从任意小非定域性相关性可提取无界密钥率,表明二者一般无定量关系,核心技术为自测试与该分发的严格联系。
2023-10-20 quant-ph
Discrimination of quantum states under locality constraints in the many-copy setting
研究多拷贝场景下受限局部测量的正交量子态假设检验,证明了LOCC操作下错误概率的指数衰减,给出了LOCC与PPT操作等效的充分条件,并揭示了SEP与PPT操作间的无限渐近分离。
2023-08-28 quant-ph
Approximate recovery with locality and symmetry constraints
许多量子多体系统的特征在于基本或涌现的约束-如规范对称性或费米子的宇称超选择-有效地限制了可观察和可实现的操作。此外,这些约束与操作在本地执行的潜在要求结合在一起。对称性和局域性约束的结合以两种相反的方式影响我们执行量子纠错的能力。一方面,它们限制了噪声的影响,限制了它对量子系统的可能作用。另一方面,这些约束也限制了我们执行量子纠错的能力,或者通常限制了我们逆转噪声量子信道的影响的能力。我们分析的条件,本地信道应满足的约束设置,并表征所产生的最佳解码保真度。为了实现这一结果,我们引入了局部互补信道的概念,并证明了一个新的局部信息干扰折衷。
2019-04-12 quant-ph
Ignorance is a bliss: mathematical structure of many-box models
我们证明了多盒模型的命题系统总是一个集可表示的效应代数。在2-盒和1-盒模型的特殊情况下,它分别是正交模偏序集和正交模格。我们讨论了所得到的结果与所谓的局部非线性原理的关系。我们认为,盒模型的非经典性质是由命题集的简化引起的状态集的双重丰富的结果。另一方面,量子力学模型总是比经典模型有更多的命题和更多的状态。因此,我们表明,盒子模型不能被认为是量子力学模型的推广,寻求额外的原则,可以允许“恢复量子相关性”的盒子模型是,至少从基本的角度来看,毫无意义。
2016-12-30 quant-ph
The EPR paradox, Bell's inequality, and the question of locality
大多数物理学家都同意爱因斯坦-波多尔斯基-罗森-贝尔悖论解释了量子力学的许多奇怪行为,但关于悖论背后的假设仍然存在争议。为了澄清这场争论的内容,我们采用了一个简单而著名的思想实验,这个实验涉及两个相关的光子,以帮助我们把注意力集中在构建EPR和贝尔论证所需的逻辑假设上。本文提出的观点是,贝尔不等式背后的最小假设是局部性和反事实的确定性,而不是科学实在论,决定论,或隐藏的变量,因为经常建议。我们进一步研究由此产生的限制物理理论的说明从多世界的解释量子力学-一种解释,我们认为是确定性的,本地的,现实主义的,但仍然违反了贝尔不等式。
2009-09-17 quant-ph
Locality forces equal energy spacing of quantum many-body scar towers
Princeton Center for Theoretical Science, Princeton University(普林斯顿大学理论科学中心);Princeton Quantum Initiative, Princeton University(普林斯顿大学量子倡议计划);Walter Burke Institute for Theoretical Physics, Caltech(加州理工学院沃尔特·伯克理论物理研究所);Department of Physics, Caltech(加州理工学院物理系);School of Natural Sciences, Technische Universität München (TUM)(慕尼黑工业大学自然科学学院);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
本文证明了量子多体疤痕塔在局部哈密顿量下的能量必须等间隔,揭示了局部性与量子多体疤痕结构的紧密联系。
2026-01-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tests of Quantum Gravity-Induced Non-Locality: Hamiltonian formulation of a non-local harmonic oscillator
受当前光力学实验发展的启发,我们研究了非局域谐振子的哈密顿方程及其与腔场模的耦合,实验的目的是约束由量子引力激发的非局域效应.特别是,我们认为以前研究的非本地振子模型作为非相对论极限的一类非本地Klein-Gordon运营商,$f(\Box)$,与$f$的解析函数。利用标准微扰理论,恢复和推广了不考虑相互作用的已有结果。与此同时,扰动能谱在此公式中变得可用,我们得到的朗之万方程表征的相互作用系统。
2019-07-17 gr-qc hep-th quant-ph
Detection of Beyond-Quantum Non-locality based on Standard Local Quantum Observables
本文针对设备无关检测无法区分超量子非局域态的问题,提出基于局域自旋观测量的设备相关检测方法,可识别两比特纠缠结构中的任意超量子非局域态。
2023-05-16 quant-ph
Locality in the Everett Interpretation of Heisenberg-Picture Quantum Mechanics
贝尔定理主要依赖于反事实推理,并被错误地解释为排除了对空间分离的量子系统的测量结果之间可以观察到的相关性的局部解释。但事实上,在海森堡图景中,量子力学的埃弗雷特解释为这种关联提供了另一种局部解释。测量型相互作用并不导致许多世界,而是导致许多实验系统的本地副本和测量其属性的观察者。由测量相互作用引起的对应于这些系统和观察者的性质的海森堡图像算子的变换,“标记”每个副本并提供机制,例如,确保EPRB或GHZM实验中一个观察者的每个副本只与其他观察者的“正确”副本相互作用。非定域性的概念性问题因此被一个扩散标签的概念性问题所取代,因为相关系统和观察者与新遇到的物体和仪器进行测量型相互作用;有人建议,这个问题可以通过考虑量子场论而不是粒子的量子力学来解决。
2001-05-10 quant-ph
Locality-aware Pauli-based computation for local magic state preparation
本文提出一种基于局部性的Pauli计算方案,通过在计算区域提纯魔法态,减少魔法态转移成本和提高局部性,从而提升执行效率。
2025-08-21 quant-ph
Davies equation without the secular approximation: Reconciling locality with quantum thermodynamics for open quadratic systems
The University of Tokyo(东京大学);Keio University(庆应义塾大学)
本文推导了符合热力学一致性的量子主方程,适用于与独立相同浴耦合的二次系统,证明准局部Redfield方程与Davies方程一致,无需世俗近似,为量子多体系统的热力学一致描述奠定基础。
2025-07-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Counterfactuals in Macroscopic Quantum Physics: Irreversibility, Measurement and Locality
本论文利用反事实推理、构造子理论与量子信息理论,探讨了量子理论在宏观尺度下的不可逆性、测量与定域性挑战,揭示了量子热力学新特征及量子算符非对易性影响,强化了普适量子理论对微观与宏观系统的一致描述能力。
2025-05-28 quant-ph
Experimental Three-Particle Quantum Nonlocality under Strict Locality Conditions
量子关联对于我们理解自然至关重要,具有深远的技术和基础影响。这些通常表现为违反贝尔不等式,从局部性和现实主义的假设中得出的界限,经典物理学不可或缺的概念。贝尔不等式的许多测试都研究了相关粒子对;然而,对多粒子量子相关性的巨大兴趣正在推动实验前沿测试系统,而不仅仅是对。到目前为止,所有对贝尔不等式的实验违反都需要补充假设,从而为结果打开了一个或多个漏洞,关闭这些漏洞是量子科学中最重要的挑战之一。在粒子对的实验中,个别的漏洞已经被关闭,最近的一个结果关闭了六离子实验中的检测漏洞。到目前为止,还没有实验能够用三个或更多粒子堵住定域性漏洞。在这里,我们使用光纤和自由空间链路将三光子Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠态分布到独立的测量站。测量的相关性构成了测试Mermin的不平等,同时关闭的地方和相关的自由选择的漏洞,由于我们的实验配置和时间。我们测量到Mermin参数为2.77 +/- 0.08,违反了不等式2的范围超过9个标准差,局部性和自由选择漏洞的最小容差分别为264 +/- 28 ns和304 +/- 25 ns。这些结果代表了对量子力学基础和实际多方量子通信协议的最终测试的重大进展。
2013-09-05 quant-ph
Speed limits and locality in many-body quantum dynamics
本文综述多体量子系统中 Lieb-Robinson 速度极限与局域性的数学理论、扩展及在模拟、纠缠和量子引力模型中的应用,并梳理开放问题与核心证明。
2023-09-22 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Breaking global symmetries with locality-preserving operations
Università di Bologna(博洛尼亚大学);INFN, Sezione di Bologna(意大利国家核物理研究所博洛尼部分所);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS, LPTMS(法国国家科学研究中心理论与粒子物理统计实验室)
本文研究了在量子资源理论中,局部保持操作生成不对称性的能力,揭示了不对称性、局部性和纠缠之间的非平凡相互作用。
2025-08-21 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Bounds on Renyi entropy growth in many-body quantum systems
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
我们证明了严格的增长上的$α$ -Renyi熵$S_α(t)$(冯诺依曼熵的特殊情况$α= 1$)与任何子系统$A$的一般晶格量子多体系统有限现场希尔伯特空间维数。对于完全非局部哈密顿量,我们表明,瞬时增长率$|S'_α(t)|$(与$α\neq 1$)可以指数大于$|S'_1(t)|$作为子系统大小的函数$|A|$。对于具有几何局部性的$D$维系统,我们证明了$|S'_α(t)|$的界取决于相互作用随距离的衰减率。当$α= 1$时,对于所有幂律衰减相互作用$V(r) \sim r^{-w}$和$w > 2D+1$,该界限是$|A|$无关的。但对于$α> 1$,只有当相互作用是有限程的或衰减速度比$V(r) \sim e^{- c\, r^D}$快时,对于某些依赖于局部希尔伯特空间维数的$c$,该边界才是$|A|$独立的。使用类似的参数,我们也证明了$k$ -本地系统的边界,或没有几何局部性。这项工作的一个中心主题是PDMATHAMM的价值强烈影响局域性和纠缠增长之间的相互作用。也就是说,在纠缠动力学的研究中,Von Neumann熵和$α$-Renyi熵不能相互替代。我们比较这些边界与分析和数值结果不同程度的局部性的哈密顿算子,并找到具体的例子,几乎饱和的非本地动态界。
2022-12-14 cond-mat.str-el quant-ph
Entangled Rendezvous: A Possible Application of Bell Non-Locality For Mobile Agents on Networks
Gdańsk University of Technology(格但斯克工业大学);University of Gdańsk(格但斯克大学)
重新安排是一个古老的问题,确保两个或两个以上的当事人,最初分离,不知道对方的位置,不允许通信,满足没有预先协议的会议地点。这个问题已经在经典计算机科学中得到了广泛的研究,并且对于现代应用(如在敌方领土上协调一支无人机舰队)具有非常重要的意义。量子非定域性,如贝尔不等式破坏,已经表明在许多情况下,与经典源相比,量子纠缠允许两个分离的方的改进的协调。在许多情况下,非信号相关性甚至加强了这种现象。在这项工作中,我们分析,如何贝尔非局部性可以使用的非对称位置感知代理试图会合在一个有限的网络上,有限的步骤。我们为使用量子资源的代理和仅具有“经典”计算能力的代理提供了这个问题的最佳解决方案。我们的研究结果表明,对于三次图和循环,它是可能的,以获得优势,允许代理使用纠缠量子态的援助。
2022-07-28 cs.MA cs.RO quant-ph
Practical Black Box Hamiltonian Learning
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室)
针对系统访问受限下的量子多体哈密顿量参数学习问题,提出基于导数估计的改进协议,降低了结构参数标度依赖并给出超参数最优数值界限,在80量子比特系统上验证了其大规模实用性。
2022-06-30 cs.LG quant-ph
Locality in Quantum Systems
这些课堂讲稿集中在局部性思想的应用,特别是李卜逊边界,量子多体系统。我们考虑的应用,包括相关衰减,拓扑秩序,高维Lieb-Schultz-Mattis定理,和非相对论戈德斯通定理。重点是试图展示计算背后的想法。因此,证明只是粗略地强调了它们背后的直观思想,在某些情况下,为了简单起见,我们使用的技术给出了稍微弱一些的界限。这是课堂讲稿的初步版本,目的是在课程结束时将讲稿分发出去。欢迎评论。
2010-08-30 math-ph math.MP quant-ph
Locality-Preparation Time Tradeoffs in Dissipative Quantum Systems
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Trinity College Dublin(都柏林圣三一学院);Rinn Quantum(Rinn量子)
本文针对二次费米子体系建立局域性-制备时间关系,优化耗散动力学局域性,应用于Kitaev链揭示临界与有隙区域的不同权衡,明确了快速耗散制备与局域控制的兼容条件及临界性的动力学代价。
2026-10-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantifying robustness and locality of Majorana bound states in interacting systems
Lund University(隆德大学);Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);University of Oslo(奥斯陆大学)
通过定义多体基态中的马约拉纳束缚态,研究其局域性如何约束与环境耦合,从而量化能量简并的保护和非阿贝尔编织的可行性。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Provably scalable learning from quantum many-body data via locality
Quantum Laboratory, Fujitsu Research, Fujitsu Limited(Fujitsu 量子实验室、Fujitsu 研究、Fujitsu 有限公司)
提出可扩展的几何局部量子核(GLQK)框架,利用关联指数衰减局部学习量子多体数据,显著降低样本复杂度,为利用实验数据理解量子多体物理开辟新途径。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech cs.LG quant-ph
Observing quantum non-locality in the entanglement between modes of massive particles
我们考虑的问题是,是否有可能使用大质量粒子的空间分离模式之间的纠缠来观察非局域量子关联。模式纠缠可以使用单个粒子获得,这表明在得出实验观察(例如违反贝尔不等式)是否可能之前需要仔细考虑。在类似于光学实验的最简单的设置中,基本守恒定律禁止这种观察。然而,我们表明,使用辅助粒子,模式纠缠可以转换成允许观察量子非局域性的形式。成功转化的概率取决于所用辅助粒子的性质和数量。特别是,我们发现,一个辅助的玻色-爱因斯坦凝聚体允许转换任意多次与一个小的误差,只依赖于初始状态的凝聚。
2007-02-28 cond-mat.other quant-ph