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
Experiment Investigating the Connection between Weak Values and Contextuality
近年来，弱值测量由于其测量放大的可能性和进一步研究量子力学基础而引起人们极大的兴趣。特别是，出现了一个关于弱值是量子力学和非上下文隐变量理论（NCHVT）之间不兼容的证明的问题。一个测试，以提供一个结论性的答案，这个问题是在[M。Pusey，Phys. Rev. Lett. 113，200401（2014）]，其中导出了一个定理，该定理表明NCHVT与特定条件下异常弱值的观测不相容。在本文中，我们实现了这一建议，明确指出弱值和量子力学的上下文性质之间的严格联系。
2017-09-19 quant-ph
Information complementarity: A new paradigm for decoding quantum incompatibility
不相容或不可联合测量的观测量的存在是量子力学的一个特征，它是许多非经典现象的根源，如不确定关系、波粒对偶行为、贝尔不等式违反和上下文性。然而，尽管这个问题至关重要并且许多研究人员付出了巨大的努力，但甚至没有直观的标准来确定两个（广义）可观察量的兼容性。在这里，我们介绍了一个信息理论的范式，连同一个直观的几何图片解码不兼容的可观，从两个简单的想法开始：每个可观只能提供有限的信息和信息是单调的数据处理。借助量子估计理论，我们引入了一族检测不相容观测量的普适判据和一个不相容的自然测度，它们适用于任意数目的任意观测量。在此基础上，我们导出了一类普适的测量不确定关系，为量子波粒二象性提供了一个简单的信息论解释，为理解Bell非定域性、上下文性和量子精度极限提供了新的视角.
2015-09-14 quant-ph
Characterizing high-dimensional quantum contextuality
本文提出系统可靠的方法来验证概率分布是否源自固定维度量子系统并计算非语境性不等式的有限维违背，揭示了有限维量子语境性的非凸结构。
2024-03-17 quant-ph
Formalization of Bohr's contextuality within theory of open quantum systems
在量子物理学中，语境性的概念有各种各样的解释，这些解释通常与它们的发明者的名字有关，比如玻尔、贝尔、科亨和斯派克，以及最近的贾法罗夫。事实上，玻尔是第一个指出量子测量的背景性是他的互补原理的一部分的人。（他没有考虑“情境性”，而是考虑了对“实验条件”的依赖性。“）不幸的是，互补性原则的背景对应物被可观察量不相容问题所掩盖。只有在与贝尔不等式有关的情况下，人们才对量子测量的情境性产生兴趣。最初的玻尔的语境性，作为每个量子测量的语境性，实际上被遗忘了。本文作者的著作中强调了这一点，并将其应用于物理学和认知学。本文应用开放量子系统理论，在间接测量方案下对玻尔的上下文性进行了形式化。这个方案被广泛应用于量子信息理论，并导致了量子仪器理论（戴维斯-刘易斯-小泽）。在这个方案中，玻尔关于量子测量的上下文性的观点被表达在形式化的数学框架中。
2021-02-18 quant-ph
Violation of the Bell's type inequalities as a local expression of incompatibility
通过过滤掉哲学成分，我们可以说EPR论文是针对海森堡的不确定原理或更一般的玻尔互补原理的直接解释。后者表达了量子测量的情境性：测量的输出依赖于完整的实验安排。然而，贝尔重新构造了EPR反对互补性的论证，以证明具有玻姆力学类型的隐变量的非局部理论。然后，贝尔的这种非定域性-- { \it亚量子非定域性} --被提升到量子理论的水平--直到术语{ \it“量子非定域性”}。这篇短文的目的是解释贝尔检验只是一个特殊的{量子可观测量局部不相容性的\it检验}，类似于干涉实验，例如，双缝实验
2019-02-19 quant-ph
Device-independent tests of structures of measurement incompatibility
与经典物理学相反，在量子物理学中，某些测量集是不相容的，因为它们不能同时进行。在其他应用中，不兼容性允许上下文和贝尔非局部性。这使得开发工具来证明一组测量值是否与某个不兼容的结构相匹配至关重要。在这里，我们表明，对于量子或nonsignaling模型，如果在贝尔测试中采用的测量满足给定类型的兼容性，那么违反某些特定的贝尔不等式的数量变得有限。然后，我们证明了由两个量子比特状态的局部测量产生的相关性违反了这些限制，这以与设备无关的方式排除了这种不兼容的结构。特别是，我们证明了量子关联允许真正的三重不相容的设备无关的演示。最后，我们将这些结果转化为一个半设备无关的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向的情况。
2019-07-25 quant-ph
Bell inequalities and incompatible measurements
贝尔不等式是测量不相容性的结果（而不是像通常认为的那样是非定域性的结果）。用经典的术语来说，这相当于情境性--测量设备确实有显著的影响。上下文模型在经典物理学中是合理的，它总是认为我们尽可能忽略测量设备，但如果这还不够好，那么我们必须对测量设备进行建模。也有人认为，量子理论只应采取反事实的严重性，因为测量不相容是一个反事实的概念。
2003-07-17 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
Contextuality offers device-independent 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：自然界是否基于量子密码学背后的原始概念提供操作层面的安全性-关于一个可观察对象的信息增益必须对另一个不兼容的对象造成干扰？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二分概率分布族。我们表明，如果两个人共享系统，局部表现出Kochen-Specker悖论，此外，表现出完美的相关性，那么他们可以提取安全的密钥，即使他们不信任的量子设备。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。为了证明，我们展示了一个新的贝尔不等式，这是有趣的本身。安全性的证明不是通过利用量子力学对不等式的强烈违反（正如人们通常所做的那样），而是通过论证，量子力学不能违反它太多。
2010-06-02 quant-ph
Contextuality in composite systems: the role of entanglement in the Kochen-Specker theorem
Kochen-Specker（KS）定理揭示了单量子系统的非经典性。相反，贝尔定理和纠缠则关注复合量子系统的非经典性。因此，与不相容性不同，纠缠和贝尔非定域性并不是证明KS-上下文性所必需的。然而，在这里我们发现，对于多量子比特系统，纠缠和非定域性都是必要的证明Kochen-Specker定理。首先，我们证明了非纠缠测量（局部测量的严格超集）永远不能给出多量子比特系统的KS定理的逻辑（状态无关）证明。特别是，非纠缠但非定域的测量--其本征态表现出“无纠缠的非定域性”--不足以证明这一点。这也意味着在多量子比特系统上证明格里森定理必然需要纠缠投影，如Wallach [Contemp Math，305：291-298（2002）]所示。其次，我们证明了一个多量子比特态允许KS定理的统计（状态相关）证明当且仅当它可以违反一个带有投影测量的贝尔不等式。我们还通过构造KS集的新例子，在多量子系统中更普遍地建立了纠缠与Kochen-Specker和Gleason定理之间的关系。最后，我们讨论了我们的研究结果如何揭示了多量子比特上下文作为一种资源的量子计算与状态注入的范例中的作用。
2023-01-13 quant-ph
Classical causal models for Bell and Kochen-Specker inequality violations require fine-tuning
非定域性和上下文性是量子力学概念难题的根源，也是信息处理任务中量子优势的关键资源。贝尔非定域性最好理解为量子关联和经典因果理论之间的不相容性，适用于相对论因果结构。另一方面，语境性是在一个更具争议的基础上。在这项工作中，我提供了一个共同的概念基础之间的非局部性和语境违反经典因果关系。首先，我表明，贝尔不等式可以完全来自无信号和无微调的因果模型的假设。这从Wood和Spekkens最近的结果中删除了两个额外的假设，并且值得注意的是，不需要任何与测量设置无关的假设-不像贝尔不等式的所有其他推导。然后，我介绍了一种形式主义来表示因果模型中的上下文场景，并表明所有经典的因果模型违反Kochen-Specker不等式需要微调。因此，经典因果关系的量子违反超出了类空间分离系统的情况，并且已经在涉及单个系统的场景中表现出来。
2019-02-15 quant-ph
An extended Wigner's friend no-go theorem inspired by generalized contextuality
INL – International Iberian Nanotechnology Laboratory（国际伊比利亚纳米技术实验室）；University of York（约克大学）
本文基于非局部性证明与广义情境性证明的对应关系，提出非情境性朋友无矛盾定理，证明量子理论与绝对观测事件和非情境性代理联合假设不一致，扩展了局部朋友无矛盾定理。
2026-05-15 quant-ph
Unscrambling the Omelette of Quantum Contextuality (PART 1): Preexistent Properties or Measurement Outcomes?
在本文中，我们试图分析量子语境的物理和哲学意义。我们将论证，在基础文献中存在着一种普遍的混乱，这种混乱是由于对量子语境的两种不同含义的不适当的“混乱”而引起的。第一种是玻尔提出的语境性的认识论解释，强调语境的不相容性，（或互补性）的某些测量情况下描述的经典条款;语境性的第二层含义与Kochen-Specker（KS）所揭示的对语境性的纯粹形式上的理解有关定理，而不是集中在正统的量子形式主义的约束，以解释投影算子作为预先存在的或实际的（定值）属性。我们将展示这两个概念如何被打乱在一起，创造了一个“上下文煎蛋饼”，它通过KS定理的一个流行的“认识论解释”得到了广泛的传播：当与B或C一起测量时，可观察A的测量结果必然会在[A，B] = [A，C] = 0和[B，C] /= 0的情况下不同。我们将说明为什么这种说法不仅是不适当的混乱认识和形式的观点，但也是物理和哲学上没有意义的。最后，我们分析的后果，这种广泛的认知阅读KS定理相关的统计报表的测量结果。
2017-10-18 physics.hist-ph quant-ph
Contextuality without access to a tomographically complete set
单量子系统的非经典性可以用上下文性的概念来形式化。但是，在不参考量子形式主义的情况下，语境性是否能在实验中令人信服地证明呢？由于Spekkens的背景下的操作方法需要找到操作等效的准备程序。以前，这些都是通过要求在一组测量下的不可测量性来获得的，这些测量是断层摄影完成的。在广义概率论的语言中，这需要探索系统状态空间的所有维度的能力。然而，如果真正的断层摄影完整集大于假设的集，额外的测量可能会打破操作等效性，从而消除假定的上下文。这样的额外维度可能出现在后量子理论中，但即使量子理论是精确的，也可能由于实验的不完美而出现意想不到的自由度。在这里，我们设计测试的上下文，免疫这种效果的一个给定数量的额外测量的断层摄影完整的集合，即使没有什么是知道他们的统计数据。这允许用较弱的假设来证明上下文。
2019-04-18 quant-ph
Exploring the boundary of quantum correlations with a time-domain optical processor
本文推导出语境覆盖数为3且达到量子理论下界的GHZ型悖论，并通过时域光纤光学平台在37维装置中成功演示，为利用时分复用光学系统探索高维量子关联铺平了道路。
2025-01-29 physics.optics 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
Quantumness via Discrete Structures
Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）
通过分析图和超图等离散结构，研究量子性在上下文性、因果性和测量不相容性中的作用，揭示量子与经典物理的区别。
2025-12-19 quant-ph
Quantum Memory Advantage from Contextuality
Dayalbagh Educational Institute（戴阿尔巴格教育学院）
利用图论方法，证明量子有限自动机在语境性下相对于经典自动机具有指数级、抗噪声的记忆优势，并给出基于排他性图的承诺问题。
2026-07-16 cs.FL math.CO quant-ph
Contextuality without nonlocality in a superconducting quantum system
经典实在论要求系统属性独立于它们是否被测量而存在，而非上下文性要求测量的结果不依赖于与它们一起执行的其他测量。贝尔-科亨-斯佩克定理指出，非上下文实在论不能再现单个三能级量子系统（qutrit）的测量统计。因此，与贝尔不等式测试相比，非上下文现实模型可以使用单个qutrit来测试，而不依赖于量子纠缠的概念。用实验来反驳这些模型是很有挑战性的，因为不完美可能会带来漏洞，使现实主义的解释成为可能。在这里，我们使用一个超导qutrit与确定性，二进制结果读出违反非上下文不平等，同时解决检测，个人存在和兼容性的漏洞。这种状态依赖的上下文的证据也证明了超导量子电路在表面代码架构中的容错量子计算的适用性，这是目前最有希望的可扩展量子计算的途径。
2016-10-18 quant-ph
Quantum contextuality for a three-level system sans realist model
最近，一种有趣的形式的非经典效应，可以被认为是量子力学中的一种形式的上下文，已被证明为一个四能级系统，通过区分不同的路线，采取测量一个单一的可观察。在本文中，我们提供了一个简单的版本，证明一个单一的quutrit，这也是在量子力学的形式主义，而不求助于任何现实主义的隐变量模型。特征值的退化性和L $\ddot{u}$ der投影规则在我们的证明中起了重要作用。
2018-06-04 quant-ph
Contextuality based quantum conferencing
多方系统的非定域性不等式充当适当维数的单量子系统的上下文性不等式。在本文中，我们提出了适应的非局域性为基础的量子会议协议（QCP）的过程，以上下文为基础的QCP。与基于非局部性的协议不同，所提出的协议不涉及非局部状态。这些协议也可以在一类噪声信道中实现，而不会在密钥生成速率上有任何妥协。作为该过程的一个例子，我们提出了一个基于Mermin的上下文不等式的QCP。作为一个显着的改进，我们提出了一个QCP的基础上CHSH上下文不等式只涉及四维状态，而不管有多少方共享的密钥。后者的密钥生成速率是前者的两倍。虽然这些QCP允许窃听攻击，在nonlocality-based QCP没有类似的，这种攻击的出路是证明。最后，我们展示了实验实现这些协议与轨道角动量（OAM）状态的可行性。
2021-10-25 quant-ph
An Invitation to Quantum Incompatibility
在一个物理理论的上下文中，如果该理论不允许第三个设备C的存在，并且该设备C将A和B作为其组件，则该理论所描述的两个设备A和B被称为不相容的。不相容性是物理学理论的一个迷人的方面，特别是在量子理论中。不相容的概念为量子理论中几个著名的不可能性陈述提供了共同的基础，例如"无克隆“和”无干扰无信息“;这些都可以被视为关于某些设备不相容的陈述。本文的目的是简要概述不相容性的一些核心方面。
2015-11-24 quant-ph
Measurement incompatibility and quantum advantage in communication
本研究证明测量不相容性是通信中量子优势的必要条件，提出通用随机访问码任务见证量子测量不相容性并给出兼容测量成功度上界，厘清了通信场景下各类概率分布集合的关系。
2023-06-12 quant-ph
State-independent quantum contextuality and maximum nonlocality
最近，Yu和Oh [Phys. Rev. Lett. 108，030402（2012）]已经证明，证明四元组上的状态无关上下文性所需的最简单向量集需要13个向量。在这里，我们首先证明，一组向量在任何维$d \ge 3$证明系统在最大混合状态下的上下文性的一个充分必要条件是，图$G_C$，其中顶点表示向量和边链接正交的有色数$χ(G_G)$大于$d$。然后，我们证明了Yu和Oh的猜想.最后，我们证明了任何满足$χ(G_G)>d$的集合在$d$ -方最大纠缠的辅助下都会产生非定域性，而非定域性在不违反无信号原理的情况下是无法改善的。这表明任何满足$χ(G_G)>d$的集合都是量子信息处理的宝贵资源。
2012-04-18 quant-ph
Measurement-Incompatibility Constraints for Maximal Randomness
提出不依赖Bell不等式违背的广义框架，直接从任意用户系统的概率分布认证极大随机性，并揭示测量不相容性间的反直觉权衡，为优化设备无关协议提供新途径。
2025-07-14 quant-ph
Hybrid ququart-encoded quantum cryptography protected by Kochen-Specker contextuality
基于互补性的量子密码协议对于利用经典资源模仿互补性的攻击是不安全的。Kochen-Specker（KS）定理提供了对这些攻击的保护，而不需要纠缠或空间分离的复合系统。我们分析了最大容许噪声，以保证对这些攻击的KS保护的密码方案的安全性，并描述了该方案的光子实现使用混合quququarts定义的偏振和轨道角动量的单光子。
2011-09-12 quant-ph
Hypercyclic systems of measurements and patterns of contextuality
针对循环系统无法研究关联性模式的问题，本文提出保留便捷参数化的超循环测量系统，证明其四类关联性度量互不相关，可用于刻画关联系统的关联性模式。
2023-08-29 quant-ph
Logical pre- and post-selection paradoxes are proofs of contextuality
如果一个量子系统是准备好的，然后在某些状态下进行后选择，就可以得到中间测量的“矛盾”预测。当中间测量是强的（即具有Luders-von Neumann更新规则的投影测量）或弱测量（其中它们显示在异常的弱值中）时，都是这种情况。Leifer和Spekkens [quant-ph/0412178]确定了一类引人注目的悖论，称为逻辑选择前和选择后悖论，并表明它们与语境间接相关。通过分析这些现象的模型中所需的测量扰动，我们发现，强测量版本的逻辑前选择和后选择悖论实际上构成了量子语境性的直接表现。证明取决于悖论的未被充分认识的特征。特别是，我们通过例子表明，它是不可能证明上下文没有Luders-von Neumann更新的中间测量，非正交的前和后选择，和0/1的概率的中间测量。由于我们中的一个人最近证明了异常弱值也是语境性的直接表现[arXiv：1409.1535]，我们现在知道这对于逻辑选择前悖论和逻辑选择后悖论的实现都是正确的。
2015-11-05 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 of the probability current in quantum mechanics
Laboratoire Kastler Brossel, ENS-Université PSL（卡斯特勒-布塞尔实验室，巴黎文理研究大学）；CNRS, Sorbonne Université, Collège de France（法国国家科学研究中心，索邦大学，法兰西公学院）
本文探讨量子力学中概率电流的上下文性，分析其在不同实验设置下出现的不连续变化，揭示其在相对论中的不可协调性。
2026-05-02 quant-ph
Theory-independent monitoring of the decoherence of a superconducting qubit with generalized contextuality
Institute for Quantum Optics and Quantum Information, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ), Faculty of Physics, University of Vienna（维也纳大学物理学院维也纳量子科学与技术中心）；Department of Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院物理系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（基础物理研究所）
本文提出一种不依赖理论的过程重构方法，用于监测超导量子比特的退相干现象，展示了系统在不假设量子理论的情况下如何通过广义情境性分析其退相干过程，并揭示了非马尔可夫演化特性。
2026-03-17 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
Contextuality with disturbance and without: Neither can violate substantive requirements the other satisfies
本文证明不存在能区分一致连接与非一致连接系统的实质性要求集合，因为任何扩展语境性理论都与某个所有系统一致连接的理论语境等价，从而表明所有类CbD扩展在概念层面无法被此类要求所排除。
2023-03-27 math.PR quant-ph
Strongly Incompatible Quantum Devices
存在量子可观测量而不同时测量的事实是量子力学的基本特征之一。在这项工作中，我们扩大了联合可测性的概念，各种可能的测量设备，我们称之为兼容性的关系。如果两个设备不能作为单个测量设置的一部分实现，则它们是不兼容的。我们还引入了一个更严格的不相容性概念，即强不相容性。对不相容性和强不相容性进行了严格的描述，并举例说明了它们之间的区别。
2013-11-10 quant-ph
Amount of quantum coherence needed for measurement incompatibility
在同一个“非相干”基中对角的一对量子可观测量可以被联合测量，因此测量不相容性显然需要一定的相干性。在这里，我们首先观察到，在一个单一的可观察的相干性是链接到任何可观察的对角元素共同衡量与它，导致一个通用的标准的一致性所需的不兼容性。专门的情况下，第二个观察是不连贯的（对角线），我们开发了一个具体的方法来解决不兼容的问题，听话，即使在大型系统的分析界限，而不诉诸数值优化。我们通过对已知的相互无偏基噪声界的快速证明来验证我们方法的一致性，并将其应用于研究N比特开放量子系统自旋玻色子模型中的突现经典性.最后，我们制定我们的理论在一个操作资源理论的设置，涉及“真正的不相干操作”以前在文献中使用，并表明，如果一致性是不足以维持不兼容性，相关的联合测量有顺序的实施，通过不相干的仪器。
2022-01-10 quant-ph
Assumption-free derivation of the Bell-type criteria of contextuality/nonlocality
贝尔型标准的上下文/非局部性可以推导出没有任何可证伪的假设，如上下文无关映射（或局部因果关系），自由选择，或无微调。这是通过推导不一致连接系统的Bell型准则来实现的（即，具有干扰/信令的那些），基于默认上下文方法中的上下文性的广义定义，然后将这些标准专门用于一致连接的系统。
2021-11-20 math.PR quant-ph
Exclusion reshapes the operational manifestation of preparation contextuality
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；Department of Physics and Center for Quantum Frontiers of Research and Technology (QFort), National Cheng Kung University（国立成功大学物理系与量子前沿研究与技术中心(QFort)）
本文研究了在无奇偶约束下，排除替代检索任务如何改变准备上下文性的操作表现，发现排除在量子领域具有优势，而检索则没有。通过引入POREC码，证明了在素数符号大小m下，经典和非准备上下文编码提供了紧致的非上下文界限，而首个非平凡情况下的精确量子位最优解违反了这一界限。
2026-05-09 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
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
Measurement incompatibility in Bayesian multiparameter quantum estimation
Università di Parma（帕尔马大学）；INFN—Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）；Università di Firenze（佛罗伦萨大学）；University of Surrey（萨里大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）
本文在贝叶斯框架下研究多参数量子估计，通过推导基于pretty good测量和Nagaoka-Hayashi下界的上界，证明测量不相容性最多使最小损失加倍，并应用于离散相位成像、相位与退相干估计及量子比特传感。
2026-08-04 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
Does ignorance of the whole imply ignorance of the parts? - Large violations of non-contextuality in quantum theory
我们理解物理世界的一个中心问题是，我们对整体的知识如何与我们对个体部分的知识相关联。这个问题的一个方面是：对一个整体的无知在多大程度上排除了对它的至少一个部分的知识？纯粹依靠古典直觉，人们肯定会倾向于推测，如果对整体的至少一个部分没有显著的无知，那么对整体的强烈无知就不可能出现。事实上，我们证明了这种推理在任何非上下文隐变量模型（NC-HV）中都成立。然而，奇怪的是，这样一个猜想是量子理论中的\emph{false}：我们提供了一个明确的例子，其中对整体的大量无知可以与对它的每个部分的几乎完美的知识共存。更具体地说，我们提供了一个简单的信息论不等式，该不等式在任何NC-HV中都得到满足，但该不等式可能被量子力学违反\emph{arbitrarily}。我们的不等式对量子密码学有着有趣的影响。
2011-05-04 quant-ph
A contextual extension of Spekkens' toy model
量子系统表现出情境性。更确切地说，不可能使用非上下文实在论模型来重现量子力学预测，即，一种模型，其中一个测量的结果独立于在测量上下文中执行的兼容测量的选择。已经有几次尝试量化特定量子系统的上下文性的量，例如，在KS证明中所需的射线的数量，或某些不等式中的项的数量，或违规，噪声敏感性和其他措施。本文是关于另一种方法：使用一个简单的上下文模型，再现量子力学的上下文行为，但不一定是所有的量子预测。然后，与没有上下文的类似模型相比，上下文的数量可以量化为所需的额外资源。在这种情况下，上下文模型需要跟踪所使用的上下文，因此适当的度量应该是内存。另一种看待这一点的方式是，将其视为能够在现实主义模型中再现量子上下文的内存要求。我们将使用的模型可以被看作是Spekkens的玩具模型[Phys.Rev.A75，032110（2007）]的扩展，并且详细研究了这种关系。为了重现Peres-Mermin平方的量子预测，除了对应的非上下文模型中用于单个结果的内存之外，内存需求还不止一位。
2011-11-15 quant-ph
Measurement incompatibility is strictly stronger than disturbance
本文证明测量不相容性是测量干扰不可逆性的充分条件，并通过满足干扰不可逆性、无信息则无干扰和不可广播的经典玩具理论MCT，说明这些性质本身不能作为非经典性的标志。
2024-02-27 quant-ph
Natural Framework for Device-Independent Quantification of Quantum Steerability, Measurement Incompatibility, and Self-Testing
我们引入装配矩矩阵的概念，即，期望值矩阵的集合，每个期望值与在转向实验中获得的条件量子态相关联。我们演示了它如何以与设备无关的方式用于量子态和测量表征，即，而不需要对测量或制备装置进行任何假设。具体来说，我们展示了如何使用该方法直接从测量结果之间的相关性来降低底层量子态的可操纵性。将这种与设备无关的定量与Piani和Watrous建立的早期结果相结合[Phys. Rev. Lett. 114，060404（2015）]，我们的方法立即提供了关于纠缠的广义鲁棒性的与设备无关的下限，以及潜在的量子态对于一种类型的子信道鉴别问题的有用性。此外，通过证明转向鲁棒性和最近推出的不相容鲁棒性之间的定量关系，我们的方法还允许在Bell型实验中进行的各种测量之间的不相容性的设备独立的量化。明确的例子，这样的界限提供了一种自我测试的执行测量。
2016-06-17 quant-ph
Quantum key distribution using generalized contextuality against post-quantum eavesdroppers
Perimeter Institute for Theoretical Physics；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文系）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）
本研究探讨广义语境性在量子密钥分发中的作用，证明其对正密钥率必要但不充分，并展示操作等价关系可提升渐近密钥率。
2026-10-02 quant-ph
Robust device-independent characterization of sharpness and incompatibility of unsharp instruments
College of Physics and Optoelectronic Engineering, Ocean University of China（中国海洋大学物理与电子工程学院）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Company Limited（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；Engineering Research Center of Advanced Marine Physical Instruments and Equipment (Ministry of Education), Ocean University of China（中国海洋大学教育部先进海工装备工程研究中心）；Qingdao Key Laboratory of Advanced Optoelectronics, Ocean University of China（中国海洋大学青岛先进光电学重点实验室）
该研究提出一种基于纠缠辅助顺序量子随机存取码的设备无关协议，可严格量化非锐化仪器的锐度与不相容性，实验验证其能实现更窄锐度区间，凸显通信在量子信息认证中的资源价值。
2026-08-10 quant-ph
Quantum mechanical effect of path-polarization contextuality for a single photon
使用适当的Mach-Zehnder（MZ）型设置的测量，一个奇怪的量子力学效应的路径和偏振光子的偏振自由度之间的上下文被证明，而不使用任何现实主义或隐藏变量的概念-一个效果，持有良好的产品以及纠缠态。这种形式的实验上下文相关性以这样的方式表现，即在所使用的MZ设置的两个出射通道的\emph{either}处，通过任意偏振测量获得的经验上可验证的\emph{subensemble}统计特性取决于可观察到的交换（可测量）路径的选择，而对于从MZ设置的两个出射通道出现的光子的\emph{whole ensemble}，这种效果消失。
2010-05-07 physics.optics quant-ph
Incompatibility of observables, channels and instruments in information theories
本文在操作概率理论框架下研究测试的相容性，提出强相容与弱相容概念，并证明理论存在不相容测试的充要条件是无法在不干扰下提取信息。
2022-04-23 quant-ph
Robustness-based bounds for approximate joint realizations of incompatible quantum channels
Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）；The University of Osaka（大阪大学）；Nagoya University（名古屋大学）
本文研究了量子通道不相容性对近似联合实现精度的影响，提出通用稳健性作为衡量通道不相容性的资源量化器，并展示了其在测量通道中的统一框架。
2026-11-02 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
Beyond the Cabello-Severini-Winter framework: Making sense of contextuality without sharpness of measurements
我们开发了一个适用于Kochen-Specker（KS）类型场景的Spekkens上下文的超图理论框架，该框架超出了Cabello-Severini-Winter（CSW）框架。要做到这一点，我们添加新的超图理论成分的CSW框架。然后，我们得到噪声鲁棒noncontextuality不等式在这个广义的框架下，通过应用（Spekkens）noncontextuality的假设的准备和测量。由此产生的框架在概念上和技术上都超出了妇女地位委员会的框架。在概念方面：1）我们放松了Kochen-Specker定理固有的结果决定论的假设，但保留了测量非上下文性，除了引入准备非上下文性之外，2）我们不需要排他性原则作为对测量事件的基本约束，以及3）因此，我们不需要假设感兴趣的测量事件是“尖锐的”，其中尖锐的概念暗示了排他性原则。在技术方面：1）引入源事件超图，定义了一个新的运算量${\rm Corr}$，并出现在不等式中; 2）定义了一个新的超图不变量--加权最大可预测性，并出现在不等式中; 3）噪声鲁棒非上下文不等式量化了三个运算量-- ${\rm Corr}$，$R$，和$p_0$ --其中只有一个（即$R$）对应于CSW框架中出现的Bell-Kochen-Specker泛函;当${\rm Corr}=1$时，不等式形式上归结为$R$上的CSW类型界。在此过程中，我们还详细考虑了我们的框架相…
2019-09-03 math.CO quant-ph
External quantum fluctuations select measurement contexts
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；Hiroshima University（广岛大学）
研究通过分析广义量子测量，揭示外部量子涨落如何选择特定测量情境，证明不同测量结果可代表不同情境，支持无测量不兼容性下的上下文性。
2026-05-10 physics.hist-ph quant-ph
