Contextuality is About Identity of Random Variables
上下文情境是指那些看似“相同”的随机变量根据其记录的条件而改变其身份的情境。当假设变量在不同的条件下是一个相同的变量时，当我们考虑它与其他随机变量的联合分布时，就会观察到这种恒等式的变化（这是所有贝尔型定理的本质）。在我们的默认上下文方法中，而不是询问条件为什么或如何迫使“同一个”随机变量改变“它的”身份，在不同条件下记录的任何两个随机变量都被认为是“自动”不同的。它们永远不会相同，也不是联合分布的，但人们总是可以对它们施加联合分布（概率耦合）。当这些随机变量的概率等于1时，存在耦合的特殊情况被认为是非上下文的。语境性意味着这种耦合并不存在。我们认为，确定的随机变量的身份下，他们被记录的条件是不是一个因果关系，不能违反物理定律。
2015-01-29 quant-ph
Formalizing contextuality in sequential scenarios
Sorbonne University, CNRS, LIP6（索邦大学，法国国家科学研究中心，LIP6）
本文提出了一种用于顺序场景中上下文性表征的框架，通过定义非上下文性不等式，揭示了隐变量模型中确定性和非干扰性对数据解释的影响。
2025-12-04 quant-ph
On Joint Distributions, Counterfactual Values, and Hidden Variables in Relation to Contextuality
本文讨论了定义语境性的三种传统方法：（C1）根据在几个相互排斥的语境中所作测量的某些联合分布的（不）存在性，（C2）根据在给定语境中的事实测量与在其他语境中所作的反事实测量之间的关系，（C3）根据在给定语境中所作的测量与在给定语境中所作的反事实测量之间的关系，（C4）根据在给定语境中所作的测量与在给定语境中所作的反事实测量之间的关系，（C5）根据在给定语境中所作的测量与在给定语境中所作的反事实测量之间的关系，（C6）根据在给定语境中所作的反事实测量之间的关系，（C7）根据在给定语境中所作的反事实测量与在给定语境中所作的反事实测量之间的关系。（C3）是否存在决定所有实际测量结果的"隐藏变量"。一般认为，三种含义是等同的，但涉及的问题并不完全透明。因此，有人认为C2可能与C1无关，而当情境系统中的测量结果被视为随机变量时，C1本身的传统表述就会遇到困难。我表明，如果C1是制定的上下文默认（CbD）理论的框架内，概率耦合的概念，核心数学工具的CbD，包括反事实值和“隐藏变量”。在后一种情况下，耦合本身可以被看作是一个隐藏变量的最大限度的节俭选择。
2019-08-04 quant-ph
Insights into Quantum Contextuality and Bell Nonclassicality: A Study on Random Pure Two-Qubit Systems
本文研究随机纯双量子比特系统中Kochen-Specker量子语境性与贝尔非经典性的关系，通过实验可检验的不等式比较分析，揭示语境性违背对贝尔非经典性的影响。
2023-10-13 quant-ph
Global Kochen-Specker Contextuality Without Local Contextuality and Generalized Bell Nonlocality
本文提出全局语境性概念，通过三组二分体构造证明，即使局部统计非语境且每个多体语境允许广义局部隐变量描述，整体系统仍可能不存在单一非语境隐变量模型。
2026-06-08 quant-ph
Local contextuality-based self-tests are sufficient for randomness expansion secure against quantum adversaries
本文证明基于局域上下文性的自测试足以构建对计算无界量子敌手安全的随机性扩展协议，并给出渐近安全性与鲁棒性参数和输出长度的定量关系。
2024-09-30 quant-ph
Equivalence of contextuality and Wigner function negativity in continuous-variable quantum optics
物理学的核心基础问题之一是确定是什么使一个系统成为量子系统而不是经典系统。量子系统的经典性的一个开创性概念是存在一个非上下文隐变量模型，如贝尔、科亨和斯派克在早期工作中所介绍的。在量子光学中，维格纳函数的非负性是一个普遍存在的经典概念。在这项工作中，我们建立了这两个概念之间的等价关系。特别是，我们表明，任何非上下文的高斯量子光学隐变量模型有一个替代的非负维格纳函数描述。相反，众所周知，维格纳表示提供了高斯量子光学的非负非上下文描述。因此，上下文性和维格纳负性是非经典性的等价概念，也是这个量子子理论的等价资源。特别是，上下文性和维格纳负性对于量子高斯光学的计算加速是必要的。在技术层面上，我们的结果适用于包括零差测量的高斯测量的任何子族，即，标准正交可观测量的测量。
2021-12-29 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
General conditions for maximal violation of non-contextuality in discrete and continuous variables
量子力学的上下文性，即测量结果依赖于先前的测量，可以通过违反基于精心选择的可观测量的测量的不等式来显示。这种观测量的一个重要性质是，它们的期望值可以用获得两个互斥结果的概率来表示。为了满足这一点，不等式已被构造使用具有二分谱的观测量或使用从相空间中的位移算子获得的周期函数。在这里，我们确定的谱分解的观测值展示状态无关的上下文的量子力学的一般条件。因此，我们的研究结果不仅统一了现有的策略，最大限度地违反国家独立的非上下文的不平等，但也导致新的tagini使这种违反。我们的结果的后果之一是不可能有一个独立的状态最大违反的非上下文的Peres-Mermin的情况下，离散观测的奇数维。
2017-03-15 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
Contextuality within quantum mechanics manifested in subensemble mean values
对于自旋为1/2的粒子，使用适当的马赫-曾德尔型设置与自旋翻转器，我们认为，这是一个直接的后果，量子力学治疗的实验验证\textit{subensemble}平均值的测量值的任意选择的自旋变量表现出依赖于一个comeasurable '路径'的选择观察。反过来，这使得能够在使用应用于我们的设置的相关隐藏变量模型预先确定的自旋的各个测量值的水平上推断路径自旋上下文。
2009-12-18 quant-ph
Contextuality-by-Default 2.0: Systems with Binary Random Variables
本文概述了应用于二元随机变量有限系统的缺省上下文理论的新发展。原始理论的逻辑和原则保持不变，但随机变量系统的上下文性的定义现在基于在不同上下文中测量相同属性的变量的多重极大而不是最大耦合：如果这些多重极大耦合与共享上下文的随机变量的分布相容，则系统被认为是非上下文的。多重最大耦合是耦合的随机变量的任何子集（等价地，任何对）的最大耦合。论证了为什么这个修改后的理论是一个优越的推广传统的理解上下文量子力学。在循环系统的重要情况下，修改后的理论与以前的版本相吻合，其中包括在量子物理和行为科学中最深入研究的系统。
2016-10-25 math.PR quant-ph
Logical Pre- and Post-Selection paradoxes, measurement-disturbance and contextuality
许多看似矛盾的效应是已知的预测结果的测量前和后选定的量子系统。一类这样的效应，我们称之为"逻辑选择前和选择后悖论“，与贝尔-科亨-斯佩克定理的证明有着惊人的相似之处，这表明它们证明了量子力学的上下文性。尽管表面上的相似性，我们表明，这样的效果可以发生在非上下文的隐变量理论，提供测量允许干扰的隐变量的值。
2004-12-23 quant-ph
Contextuality and dichotomizations of random variables
用于确定和测量随机变量系统的（非）上下文性的缺省上下文性方法要求系统中的每个随机变量由等价的二分随机变量集合表示。在本文中，我们提出的一般原则，证明使用二分法，并确定其选择。选择二分法的主要思想是，如果随机变量的可能值的集合被赋予预拓扑（V-空间），则允许的二分法将可能值的空间分成两个链接的子集（“linkednes”是预拓扑连通性的弱形式）。我们主要关注在实践中最常见的两种类型的随机变量：分类和实值（包括连续随机变量，在上下文文献中严重不足）。一个分类变量（一个有有限个无序值的变量）可以用它所有可能的二分法来表示。如果一个随机变量的值是实数，那么它们被一个变量截点上下的区间二分。
2021-12-12 math.PR quant-ph
Preface to Contextuality in Random Variables: A Systematic Introduction, by E. N. Dzhafarov, J. V. Kujala, and V. H. Cervantes
本文是E. N. Dzhafarov等人合著的《随机变量中的情境性：系统导论》一书的前言，该书将于2026年由Cambridge University Press出版。
2025-11-04 math.PR quant-ph
On-chip semi-device-independent quantum random number generator exploiting contextuality
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik（IHP – 莱布尼茨创新微电子研究所）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；University of Florence（佛罗伦萨大学）；QTI s.r.l.（QTI有限公司）
通过集成两个硅光子芯片实现基于KCBS上下文性不等式违背的半设备无关量子随机数发生器，利用单光子干涉的固有随机性生成随机数，并基于违背量认证条件最小熵为每轮0.077比特，生成速率21.7比特/秒。
2026-06-16 quant-ph
Epistemic Odds of Contextuality in Cyclic Systems
从贝尔定理开始，二分随机变量的循环系统一直是量子力学中许多基础发现的对象。在这里，我们提出一个问题：如果一个人“随机”选择一个循环系统（在所有可能的系统的超盒中，都有给定的边际），那么它是上下文的几率有多大？我们发现，随着系统规模的增加，上下文的几率迅速趋于零。结果是基于上下文默认理论，其中我们不必假设系统受到无干扰/无信令约束。
2021-04-09 quant-ph
Quantum contextuality for rational vectors
Kochen-Specker定理指出，非上下文隐变量模型与量子预测不一致，对应于三维中的每个投影仪。有人建议[D]。A. Meyer，Phys. Rev. Lett. 83，3751（1999）]，当我们被限制在具有有理分量的单位向量上的投影仪时，不一致性将消失;非上下文隐变量可以再现有理向量的量子预测。在这里，我们表明，一个qutrit状态与合理的组成部分违反了一个不等式有效的非上下文隐藏变量模型[A。A. Klyachko等人，物理修订版信函101，020403（2008）]使用理性投影仪。这表明，即使只使用有理向量，不一致性仍然存在。
2011-04-16 quant-ph
State-independent experimental test of quantum contextuality in solid state system
量子力学意味着不是所有的物理性质都可以同时被很好地定义，例如由于海森堡不确定原理而产生的动量和位置。一些替代理论已经探索，特别是非上下文隐藏变量理论，其中系统的属性具有独立于测量上下文的预定义值。然而，Kochen-Specker定理表明，这种非上下文隐变量理论与量子力学相冲突。最近，在最简单的三态系统中，通过最少13条投影测量射线，提出了一个非关联隐变量理论所满足而量子力学所违背的与态无关的不等式.在这里，我们报告了一个实验证明违反这种不平等。这是首次在固态系统中，利用金刚石中氮空位中心的自然量子态，在室温下对量子上下文性进行了与状态无关的实验检验。
2012-09-17 quant-ph
Contextuality and correlation loopholes are equivalent
本文证明包含测量设备效应的语境隐变量可通过格林函数向后传播至初始柯西隐数据，在类空不相交集合不相关时可推导出CHSH-Bell不等式，但关联漏洞仍未闭合。
2023-04-11 quant-ph
Kochen-Specker non-contextuality through the lens of quantization
University of Groningen（格罗宁根大学）；University College Groningen（格罗宁根学院）
本文探讨了量子理论通过量化经典理论获得时，科赫恩-斯佩克尔非上下文性条件的合理性，通过变形量子化和Weyl量化等方法分析了代数关系的变化。
2026-03-20 quant-ph
The Possibility of Factorizable Contextual Hidden Variable Theories
考虑一种推广的玻姆EPR思想实验，我们导出了与量子理论预言一致的可因式分解上下文隐变量理论情形的Bell不等式.通常，可因式分解性与非语境性相关联。在这里，我们表明，因式分解是一致的上下文，即使是普通玻姆的版本的EPR思想实验。
1999-09-20 quant-ph
Context-Content Systems of Random Variables: The Contextuality-by-Default Theory
本文提供了一个系统的，但易于理解的介绍语境默认理论。考虑仅限于有限系统的分类随机变量，这使我们能够专注于理论的基础，而不使用全面的测量理论的语言。缺省上下文理论是一种随机变量的理论，通过它们的内容和它们的上下文来识别，因此两个变量具有联合分布当且仅当它们共享上下文。直观地说，随机变量的内容是随机变量测量或响应的实体，而上下文由获得这些测量或响应的条件形成。一个随机变量系统由随机无关的“串”组成，每个“串”是一组共享上下文的联合分布的随机变量。在不同上下文中具有相同内容的变量在束之间形成“连接”。该系统的概率耦合是一组随机变量，通过对随机无关的串施加联合分布而获得。一个系统被认为是非上下文的或上下文的，根据它是否可以耦合，使得强加在其连接上的联合分布具有某种性质（在该理论的当前版本中，“极大性”）。我们提出了一类特殊的随机变量系统，称为循环系统的上下文性准则。我们还介绍了一个一般措施的上下文，利用（准）耦合，其分布可能涉及负数或数字大于1的地方的概率。
2016-05-27 math.PR quant-ph
Replacing Nothing with Something Special: Contextuality-by-Default and Dummy Measurements
语境分析的对象是一组随机变量，每个随机变量都被内容和语境唯一地标记。在测量术语中，内容是随机变量测量的内容，而上下文描述了测量该内容的条件（特别是，与该内容“一起”测量的其他内容集）。取决于上下文共享随机变量的分布是否与施加在内容共享随机变量上的某些分布兼容，这样的随机变量集合被认为是非上下文的或上下文的。在传统的方法中，上下文性要么被限制为仅一致连接的系统（其中任何两个内容共享随机变量具有相同的分布），否则所有不一致连接的系统（不具有此属性）被认为是上下文的。在缺省语境理论中，一个不一致的连接系统可能是也可能不是语境的。对于这种语境性的理解，有几个论点，本说明补充了一个。这与以下事实有关：通常不是每个内容都在每个上下文中被测量，因此存在“空”内容-上下文对。将这些空对中的每一个视为包含虚拟随机变量是方便的，虚拟随机变量不会改变系统中的上下文程度。这些虚拟随机变量是确定性的，以概率1获得单个值。然而，用确定性变量替换不存在的随机变量，只有在允许不一致连接系统的情况下才能进行。关键词：情境性、虚拟测量、不一致连通性、随机变量。
2017-09-02 math.PR quant-ph
Contextuality and Informational Redundancy
一个非语境随机变量系统如果加入一组新的变量，即使每个变量都是由旧变量的相同语境函数得到的，也可能变成语境随机变量系统。这一事实来自上下文性的定义，它的证明对于不一致连接的系统（即具有干扰的系统）是微不足道的。然而，它也适用于一致连通（甚至强一致连通）系统，只要人们承认，如果给定的属性在给定的上下文中没有被测量，则这些信息可以用于定义随机变量之间的函数。此外，每一个非一致连接系统都可以表示为具有基本相同的上下文特征的（强）一致连接系统。
2022-12-11 math.PR quant-ph
Measuring Observable Quantum Contextuality
背景性是比较分析经典、量子和超相关系统的核心属性。我们研究和比较两个动机良好的方法来语境。一种方法（“默认情境”）是基于这样的想法，即在不同条件（情境）下测量的同一物理属性由不同的随机变量表示。另一种方法是基于这样的想法，即虽然物理属性由单个随机变量表示，而不管其上下文如何，但描述系统的随机变量的联合分布可能涉及负（准）概率。我们表明，在Leggett-Garg和EPR-Bell系统中，这两种措施基本上是一致的。
2015-06-17 math.PR quant-ph
Contents, Contexts, and Basics of Contextuality
这是对语境理论的非技术性介绍。更确切地说，它提出了一个被称为默认上下文（CbD）的上下文理论的基础。CbD的主要原则之一是，随机变量的同一性不仅取决于其内容（被测量或响应的内容），还取决于上下文，即系统记录的变量观察条件;不同上下文中的变量不具有联合分布。我解释了为什么这个原则没有矛盾的后果，为什么它不支持整体的“一切都取决于其他一切”的观点。上下文性被定义为两个差异之间的差异：（1）当孤立地考虑时，内容共享随机变量之间的差异，以及（2）当在其上下文中考虑时，相同随机变量之间的差异。语境性是语境依赖的一种特殊形式，而不是语境依赖的同义词。该理论适用于任何可以用随机变量描述的经验情况。确定性的情况是平凡的非语境在CbD中，但其中一些可以描述的认知随机变量，其中随机可变性取代认知的不确定性系统。在数学上，这样的系统被当作普通的随机变量系统来处理。
2022-01-12 math.PR q-bio.NC quant-ph
Contextuality-by-Default description of Bell tests: Contextuality as the rule not as an exception
上下文和纠缠是量子计算和量子信息的宝贵资源。贝尔不等式用于证明纠缠;因此，重要的是要了解为什么以及如何违反它们。量子力学和行为科学告诉我们，测量相同内容（同一个“是”或“否”问题的答案）的随机变量，如果与其他随机变量一起测量，可能会有所不同。Alice和Bob的原始数据证实了爱因斯坦的非信号传递，但设置依赖的实验协议用于创建远距离结果的耦合对的样本并估计相关性。使用这些最终样本估计的边际期望值取决于遥远的环境。因此，在贝尔测试中测量的随机变量的系统是不一致的连接，它应该使用上下文默认的方法进行分析，这是本文中第一次做。违反贝尔不等式和不一致的连通性可以解释使用上下文局部因果概率模型，其中设置因变量描述测量仪器被正确地纳入。我们证明了这个模型并不限制实验者的选择自由，而选择自由是科学的前提。背景似乎是规则，而不是例外;因此，应该仔细测试。
2021-08-27 physics.hist-ph 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
Preparation contextuality powers parity-oblivious multiplexing
在量子理论的非上下文隐变量模型中，隐变量以一种独立于测量如何实现的方式确定每个测量的结果。使用任意操作理论和准备程序的概括这一概念，我们证明了一个特定的两方信息处理任务，“奇偶不经意复用”，是由上下文的意义上，有一个限制，以及任何理论描述的非上下文隐藏变量模型可以执行。这个界限构成了一个被量子理论所违背的“非语境性不等式”。我们报告了一个实验违反这个不平等的量子预测很好的协议。实验结果还首次证明了2比1和3比1量子随机存取码。因此，我们的实验结果也证明了优于经典的性能，这项任务。它们也代表了2比1和3比1量子随机存取码的首次演示。
2009-01-08 quant-ph
True Contextuality Beats Direct Influences in Human Decision Making
在量子物理学中，有一些众所周知的情况，即在不同的背景下（在不同的条件下）对同一属性的测量具有相同的概率分布，但不能用同一个随机变量来表示。这样的随机变量系统被称为上下文系统。更一般地说，当不同的语境迫使对同一属性（心理学中，对同一问题的回答）的测量成为比其分布差异所保证的更不相似的随机变量时，就观察到了真正的语境性。分布上的差异本身是一种语境依赖形式，但具有另一种性质：它可归因于语境对随机变量施加的直接因果影响。缺省语境理论允许人们将真正的语境性与语境依赖中的直接影响分离开来。CbD分析了许多以前的尝试，以证明在人类判断的语境性表明，所有的上下文依赖，他们可以解释为直接影响，没有真正的上下文存在。然而，人类行为中的语境系统可以被发现。在本文中，我们提出了一系列的众包实验，在简单的决策中展示了真正的语境。{The这些实验的设计是对“雪皇后”实验（Decision 5，193-204，2018）中引入的一个实验的阐述，其中第一次明确地证明了上下文。
2020-05-30 q-bio.NC quant-ph
Randomness expansion secured by quantum contextuality
随机数发生器的输出随机性可以通过观察基于Kochen-Specker定理的量子上下文不等式的违反来证明。与基于非定域性检验的方法相比，可以在单个量子系统中检验上下文性，从而大大简化了观察违反的实验要求。然而，它尚未解决如何确保上下文测试中所需的顺序测量的兼容性。在这里，我们采用了修改后的Klyachko-Can-Binicioğlu-Shumovsky上下文不等式，它可以减轻对测量的严格兼容性要求。在一个单\Ba离子系统上，我们通过实验证明了上下文不等式的违反，并通过关闭检测漏洞实现了自测试量子随机数扩展。我们进行$1.29 \times 10^8$试验的实验和提取的随机性的$8.06 \times 10^5$位的速度为270位的$^{-1}$。该方案为量子随机数扩展的高速抽查和其他安全信息处理的实际应用奠定了基础。
2019-02-01 physics.atom-ph physics.data-an quant-ph
Contextuality and Wigner negativity are equivalent for continuous-variable quantum measurements
量子计算机将提供相当大的加速相对于他们的经典同行。然而，识别使这些加速的固有量子特征是具有挑战性的。在连续变量环境中--这是实现通用、可扩展和容错量子计算的一个很有前途的范例--上下文性和维格纳负性被认为是两种不同的资源。在这里，我们表明，它们实际上是等价的连续变量量子计算的标准模型。虽然我们的研究结果提供了一个统一的图片的连续变量资源的量子加速，他们也铺平了道路的连续变量上下文的实际演示，并阐明了负概率的意义，在相空间描述的量子力学。
2022-12-10 math-ph math.MP math.PR
The Interplay between Quantum Contextuality and Wigner Negativity
量子信息在技术上的应用有望取代现在使用的所谓经典设备。了解哪些特性本质上是非经典的，对于达到优于经典的性能至关重要。本论文主要研究两种非经典行为：量子上下文性和维格纳负性。前者是一个取代量子系统可以表现出的非定域性的概念。到目前为止，它主要是在离散变量的情况下进行研究。在这些情况下，背景已被证明是必要的，并足以在某些情况下的优势。另一方面，维格纳函数的负性是量子态的另一个令人不安的非经典特征，它起源于连续变量量子光学中的相空间表述。连续变量方案为实现量子计算提供了有希望的候选方案。维格纳负性是连续变量量子加速的必要资源。然而，在连续变量情景中，语境性的理解和研究却很少。首先，我们提出了一个强大的框架，妥善处理连续变量的上下文。我们还量化的上下文在这样的情况下，通过使用无限维优化理论的工具。在此基础上，我们表明，维格纳负性是等效于连续变量的上下文相对于泡利测量，从而建立一个连续变量模拟的一个著名的结果由霍华德等人。然后，我们引入实验友好的证人维格纳负性的单模和多模量子态，与福克态的基础上，再次使用工具从无限维优化理论。我们进一步扩展了以前已知的离散变量的结果链接到一个新的信息检索领域的上下文和优势的范围。
2022-04-19 math-ph math.MP math.OC
Relating Causal and Probabilistic Approaches to Contextuality
在最近的研究背景的一个主要目标一直是扩展这一概念的情况下，不一致的连通性，其中观察有不同的分布在不同的情况下。本文提出了一个解决方案的框架内的概率因果模型，扩展了隐藏变量理论，然后证明了等价的上下文默认（CbD）框架。CbD区分上下文与上下文对可观察量的直接影响，纯粹根据概率分布定义后者。在这里，我们采取直接影响的因果观点，将任何因果模型中的直接影响定义为系统所有潜在状态的概率，其中上下文的变化会改变测量结果。基于模型的上下文性（M-contextuality）被定义为比单独考虑时更强的直接影响来建模整个系统的必要性。对于一致连通系统，M-上下文性与标准上下文性一致。对于一般系统，证明了M-上下文性等价于系统的任何模型都必须包含“隐藏影响”的性质，这意味着直接影响对于不同的潜在状态是相反的方向，或者等价地在观察者之间传递不携带信息的信号。这一标准可被视为正式确定了就CbD提出的“无共谋”原则。然后证明了M-语境性与CbD-语境性是等价的，从而对CbD-语境性提供了一种新的解释，即没有隐藏的直接影响的系统不存在模型.
2019-06-06 quant-ph
Contextuality and Noncontextuality Measures and Generalized Bell Inequalities for Cyclic Systems
二分随机变量的循环系统在情境性研究中发挥了重要作用，描述了物理学中的Klyachko-Can-Binicoglu-Shumovky，Einstein-Podolsky-Rosen-Bell和Leggett-Garg等实验范式，以及人类决策中的联合二元选择。在这里，我们理解的上下文默认（CbD）理论的框架内，基于概率耦合满足某些约束的概念。CbD允许我们放弃通常假设的随机变量系统一致连接。一致性连接系统构成了一个特殊的情况下，CbD本质上减少到传统的理解上下文。我们提出了一个循环系统的语境性的程度（如果他们是上下文）和非语境性的程度（如果他们不是）的理论分析。相比之下，所有先前提出的语境性的措施都局限于一贯连接的系统，他们中的大多数不能扩展到非语境性的措施。我们的措施（非）上下文定义的L_{1}之间的距离代表一个循环系统的点和表面的多面体代表所有可能的非上下文循环系统具有相同的单变量边际。我们完全刻画这个多面体，以及所有可能的概率耦合循环系统给定的单变量边际多面体。[...]
2021-05-17 math.PR quant-ph
Generalised contextuality of continuous variable quantum theory can be revealed with a single projective measurement
Uppsala University（乌普萨拉大学）；KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（瑞典皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；University of Turku（图尔库大学）；Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文提出了一种适用于连续变量系统的广义上下文性定义，通过构造可交换的测量族揭示量子理论的上下文性，并讨论了其与无广播的联系及无限维纠缠破裂通道的结构结果。
2026-01-20 math-ph math.MP quant-ph
Two proposals for testing quantum contextuality of continuous-variable states
研究了一类连续变量态对非上下文性的破坏，包括纠缠相干态的变化和相干态的双模连续叠加。本文推广了A. Cabello，Phys. Rev. Lett. { \bf 101}，210401（2008）通过使用通过作用于连续变量状态的物理操作实现的有效二维可观测量，以类似于最近提出的Bell-CHSH不等式的证伪方法的方式。我们测试状态独立违反KS不等式下的状态纠缠和混合度的变化。然后，我们从理论上证明了违反KS不等式的任何双模状态，通过使用伪自旋观测量和广义准概率函数。
2011-06-15 math-ph math.MP quant-ph
Unsharp eigenvalues and quantum contextuality
Kochen-Specker定理、贝尔不等式和其他几个用来排除隐变量理论的检验都假设存在具有无穷尖特征值的观测量。一个典型的例子是自旋-1/2。它是用Stern-Gerlach阵列测量的，该阵列的输出被分为两类，自旋向上和自旋向下，对应于在检测屏幕上观察到的两个点。光斑的有限尺寸归因于测量装置的缺陷。这个假设把实验输出变成一个二分的，离散的，从而允许每个点的分配到一个无限尖锐的本征值。或者，我们可以假设光斑的有限大小源于跨越连续范围的本征值。我们能否定这样的假设吗？我们是否可以通过假设，例如，电子的磁矩对所有电子来说并不完全相同我们解决这些问题，专注于佩雷斯Mermin版本的贝尔-Kochen-Specker定理。它表明，不尖锐的本征值的假设排除了非上下文隐变量理论，因此量子上下文不会出现。类似的结果也适用于Bell-like不等式。这代表了一个新的漏洞，破坏了量子力学的几个基本测试，并提出了关闭它的挑战。
2014-10-01 quant-ph
Contextuality in Canonical Systems of Random Variables
随机变量表示测量，广义上理解为包括对任何输入的任何响应，形成一个系统，其中每个变量都通过其内容（它测量的内容）和其上下文（记录的条件）唯一识别。两个随机变量联合分布当且仅当它们共享上下文。在系统的规范表示中，所有随机变量都是二进制的，并且每个内容共享的随机变量对都有唯一的最大耦合（施加在它们上的联合分布，以便它们与最大可能概率一致）。如果这些最大耦合与上下文共享随机变量的联合分布不相容，则系统是上下文的。我们建议以规范形式表示任何测量系统，并考虑系统上下文，当且仅当其规范表示是上下文。作为一个例子，我们建立了一个标准的规范系统的所有二分法组成的一对内容共享的范畴随机变量的上下文。
2017-07-19 math.PR quant-ph
Degrees, Levels, and Profiles of Contextuality
Purdue University（普渡大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出情境性轮廓的概念，通过曲线描述情境性程度与系统考虑层级的关系，结合多种情境性度量方法，系统探讨了情境性轮廓。
2026-05-01 cs.AI math.PR quant-ph
On contextuality and logic in scientific discourse: Reply to Aliakbarzadeh, Kitto, and Bruza
Aliakbarzadeh、Kitto和Bruza（arXiv：1909.13048v1）从三个方面批评了语境缺省（CbD）理论：（1）他们认为该理论内部存在一个矛盾，即既否认又接受随机无关变量的相等性;（2）他们发现CbD缺陷，因为当一个人将注意力限制在持续连接的系统上时，（没有干扰/信号的那些）人们可以免除随机变量的双重独立性;（3）他们看不到双重独立性和本体状态之间的关系。这篇评论表明，（关于$\:$ 1）该论文的作者在CbD的演示中插入了矛盾;（关于$\:$ 2）在一致连接系统的情况下，CbD适当地专门化到对上下文的传统理解;和（re $\:$ 3）如果本体态被理解为量子态，则它们根本不在CbD的语言内，如果它们被理解为上下文共享随机变量的域概率空间，则它们可以被平凡地重构。
2019-11-05 math.PR quant-ph
Contextuality in Three Types of Quantum-Mechanical Systems
我们提出了一个正式的理论，一组随机变量分为不同的子集（上下文）对应于不同的，相互不兼容的条件的上下文。在每个上下文中，随机变量是联合分布的，但在不同的上下文中，它们是随机无关的。语境性理论是基于分析的程度，其中一些随机变量可以被视为保持其身份在不同的背景下，当一个考虑所有可能的联合分布施加在整个集合的随机变量。我们阐述了量子物理学中传统感兴趣的三个系统（以及非物理系统，例如，行为研究）。这些系统是Klyachko-Can-Binicioglu-Shumovsky型，Einstein-Podolsky-Rosen-Bell型和Suppes-Zanotti-Leggett-Garg型。按此顺序列出，它们中的每一个都是前一个的特例。对于他们中的每一个，我们推导出必要和充分条件的上下文，同时允许实验误差和上下文的偏见或信号。基于同样的原则，这些推导，我们也提出了一个衡量的程度的上下文和计算它的三个系统的问题。
2015-08-29 math.PR physics.data-an quant-ph
Continuous-variable nonlocality and contextuality
情境性是量子系统可以表现出的一种非经典行为。人们越来越多地研究它与信息任务中量子优于经典优势的关系。到目前为止，它主要是在离散变量的情况下进行研究，其中可观测值在离散且通常是有限的集合中取值。实际上，另一方面，连续变量场景提供了一些最有希望的候选人来实现量子计算和信息协议。在这里，我们提出了一个框架，在连续变量的情况下处理上下文。它表明，罚款-阿布拉姆斯基-勃兰登堡定理扩展到这种设置，其中一个重要的后果是，贝尔非局部性可以被看作是一个特殊的情况下的上下文，在离散的情况下。上下文分数，一个可量化的衡量上下文，贝尔不等式违反和量子优势承担一个精确的关系，也定义在此设置。它被证明是一个非递增单调相对于经典的操作，包括分仓离散数据。最后，我们考虑如何上下文分数可以制定为一个无限的线性规划。通过Lasserre松弛，我们能够将这个无限线性规划表示为半定规划的层次结构，从而可以以越来越高的精度计算上下文分数。
2022-04-19 math-ph math.CT math.MP
An explicit contextualized hidden variable model replicating an indivisible quantum system
最近的实验和理论进一步阐明了“量子语境”的概念。在本文中，我们采取一个不等式-五角星（或KCBS）不等式，这是违反了一个未纠缠的自旋-1系统-并给出了一个放松的假设的非上下文表明，一个隐藏的变量模型可以构建复制的量子束缚。这与自旋为1/2的纠缠粒子对的情况相反，在这种情况下，局域性假设的类似放松不会导致量子束缚的复制。提出了一些原因，为什么这可能是这种情况。
2014-02-13 quant-ph
Proof of a Conjecture on Contextuality in Cyclic Systems with Binary Variables
我们提出了一个猜想的证明以前制定的Dzhafarov，Kujala，和Larsson（物理学基础，在出版社，arXiv：1411.2244）。该猜想指定了一个度量的程度的上下文和一个标准（必要和充分条件）的上下文在一个广泛的类量子系统。这一类包括Leggett-Garg、EPR/Bell和Klyachko-Can-Binicioglu-Shumovsky型系统作为特例。在这类系统中，某些物理性质$q_{1},...,q_{n}$是成对测量的$(q_{i},q_{j})$ ;每种性质都精确地进入两个这样的对中;每个测量结果都是一个二进制随机变量。在属性$q_{i}$输入的两对测量结果（$V_{i}$和$W_{i}$）中表示属性$q_{i}$的测量结果，$(q_{i},q_{j})$的测量结果对是$(V_{i},W_{j})$。上下文定义如下：计算$V_{i}$和$W_{i}$的个体分布所允许的$\Pr[V_{i}\not=W_{i}]$之和（在$i=1,...,n$上）的最小可能值$Δ_{0}$;计算跨所有可能耦合的$\Pr[V_{i}\not=W_{i}]$之和的最小可能值$Δ_{\min}$（即，联合分布施加于）系统中的整组随机变量$V_{1},W_{1},...,V_{n},W_{n}$;如果是$Δ_{\min}>Δ_{0}$（否则为$Δ_{\min}=Δ_{0}$），则系统被…
2019-09-13 math.PR quant-ph
Probabilistic Foundations of Contextuality
情境性通常被定义为一组测量值（随机变量）的联合分布的缺失，其中一些子集的联合分布是已知的。然而，如果这些子集的测量是不相交的，上下文在数学上是不可能的，即使一个通常允许（因为一个必须）的随机变量不联合分布。为了避免矛盾，必须采用默认上下文方法：在不同上下文中进行的测量总是不同的，并且彼此随机无关。然后根据对系统中的所有测量施加特定类型的联合分布的（不）可能性来重新表述上下文性：使得在不同上下文中进行的同一属性的任何测量满足指定属性$\mathcal{C}$。在传统的语境分析中，$\mathcal{C}$意味着“以概率1彼此相等”。然而，如果测量系统由于信号或实验偏差而违反了“无干扰原则”，则必须将$\mathcal{C}$的含义推广，并且所提出的推广是“以最大可能概率彼此相等”（适用于同一属性的任何测量集）。这种方法被示出的任意系统的二进制测量，包括大多数的量子系统的传统利益的上下文研究（无论是否“无干扰”原则在他们持有）。
2016-11-07 math.PR quant-ph
Necessary Conditions for Extended Noncontextuality in General Sets of Random Variables
我们探讨了图形的方法来语境重申扩展定义的非语境给出的J。[Phys. Rev. Lett. 115，150401（2015）]。这个扩展的定义避免了预层或无干扰条件的假设，即如果两个上下文重叠，那么交集获得的边缘分布必须相同，这一限制在实际实验中永远不会完全满足。有了这一点，我们能够推导出必要条件的扩展noncontextuality为任何一组随机变量的基础上的几何方面的图形的方法，可以直接测试与实验数据在任何上下文实验和减少到传统的必要条件noncontextuality，如果非干扰条件得到满足。
2017-10-03 quant-ph
Contextuality Analysis of the Double Slit Experiment (With a Glimpse Into Three Slits)
通过对理想化双缝实验的语境性分析，阐述了缺省语境理论。这个实验是由一个上下文标记的二进制随机变量系统描述的，每个随机变量都回答了一个问题：粒子在给定的状态（打开或关闭）下穿过给定的狭缝（左或右）后，是否击中了探测器？这个随机变量系统是一个秩为4的循环系统，形式上与描述带有信号的EPR/Bell范式的系统相同。然而，与后者不同的是，描述双缝实验的系统总是与上下文无关的，即，其中的上下文依赖性完全可以用上下文（狭缝的闭合-开放布置）对所涉及的随机变量的边缘分布的直接影响来解释。所提出的分析完全是在抽象的经典概率论的框架内（具有上下文标记的随机变量）。分析中使用的唯一物理约束是粒子不能通过闭合的狭缝。双缝系统的非情境性并不能推广到描述两个以上狭缝实验的系统：在一个抽象的三缝系统中，几乎任何一组可观测到的探测概率都与粒子通过开放和闭合狭缝的各种组合的情境场景和非情境场景相兼容（尽管这些场景的物理可实现性问题仍然是开放的）。
2018-04-12 math.PR quant-ph
Minimal Distance to Approximating Noncontextual System as a Measure of Contextuality
令随机向量$R^c=\{R_p^c:p\in P_c\}$表示不同上下文中的属性$p\in P$的某些子集$P_c$的联合测量值$c\in C$。如果存在随机变量的联合分布集$\{Q_p:p\in P\}$，使得对于所有$c\in C$，$R^c$具有与$\{Q_p:p\in P_c\}$相同的分布，则这样的系统传统上被称为非上下文系统。非语境性的一个平凡的必要条件和大多数测量语境性的方法的前提是系统是一致连接的，即，测量相同性质$p$的所有$R_p^c,R_p^{c'},\dots$具有相同的分布。上下文默认（CbD）方法允许在不一致的连通性之上检测和测量“真实”上下文，但代价是更高的计算成本。在本文中，我们提出了一种新的方法来衡量上下文，共享的普遍性和基本定义的CbD方法和计算的好处，以前提出的负概率（NP）的方法。本方法与CbD的不同之处在于，它考虑了所有可能的近似单指标系统$\{Q_p:p\in P\}$，而不是考虑双指标随机变量$R_p^c$的所有可能的关节。基于实际测量值$R^c$与$\{Q_p:p\in P_c$的最小可能概率距离来定义情境性程度。我们表明，定义的措施同意一定的措施的上下文的CbD方法的所有系统，每个属性进入正好两个上下文中，这个措施可以计算得更有效地比CbD措施，甚至更有效地比NP措施足够大的系统。本方法可以修改，以便同意所有一致连接系统的上下文的N…
2015-12-08 math.PR quant-ph
Random Variables Recorded under Mutually Exclusive Conditions: Contextuality-by-Default
Purdue University（普渡大学）；University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
我们提出了一般原则的随机变量（输出）的依赖性分析确定性条件（输入）。在互斥输入值下记录的随机输出由这些值标记，并被认为是随机无关的，不具有联合分布。不直接影响输出的输入为输出创建了上下文。任何对随机输出对输入的依赖性施加的约束都可以通过考虑对随机无关输出施加的所有可能的耦合（联合分布）来表征。这些原理的目标应用是纠缠粒子的量子力学系统，为每个粒子选择自旋测量的方向作为输入，并记录自旋输出。然而，其适用范围涵盖了物理学、生物学和行为科学的各个系统。
2015-01-23 cs.AI math.PR q-bio.QM
Probabilistic Contextuality in EPR/Bohm-type Systems with Signaling Allowed
在这一章中，我们回顾了一个原则性的方法定义和测量系统的确定性输入和随机输出，最近提出和发展的\citep{KujalaDzhafarovLarsson2015,DKL2015FooP}的上下文。
2015-11-30 math.PR q-bio.NC quant-ph
The complete Heyting algebra of subsystems and contextuality
本文研究了${\mathbb Z}(n)$中变量有限量子系统的有限子系统集作为Heyting代数。讨论了逻辑连接词的物理意义。结果表明，子系统的析取是比叠加更一般的概念。因此，与子系统中的投影仪相关的量子概率与海廷代数中的联接的结合性不相容，除非变量属于同一链。这就导致了语境性，在目前的形式主义中，语境性是海廷代数中的链。讨论了含有“Heyting因子”的逻辑贝尔不等式.形式主义也适用于所有有限量子系统的无限集，这是适当扩大，以成为一个完整的Heyting代数。
2013-10-14 math-ph math.MP 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
