- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
具有三组三元结果测量的二分贝尔不等式——从理论到实验
摘要： 我们探究了最简单的二分体场景之一的量子非定域性。针对{[3,3,3],[3,3,3]}场景获得了若干新的定义面贝尔不等式，并详细分析了其量子违背情况。令人惊讶的是，这些仅涉及真实三元测量结果的不等式都能被某些两量子比特纠缠态（如最大纠缠两量子比特态）实现最大程度违背。这进一步证明：在分析贝尔不等式的量子违背现象，或将其应用于设备无关的量子信息处理任务时，将最优态的局部希尔伯特空间维度等同于测量结果数量的普遍认知未必成立。此外，在限制于最小量子比特子空间时，可以证明其中某个贝尔不等式需要非投影测量才能达到最大量子违背，从而给出了首个与真实正算子值测度相关的定义面贝尔不等式实例。我们通过能量-时间纠缠光子对实验验证了该场景下此不等式及另外两个不等式的量子违背现象?；诨竦玫牟饬客臣剖?，我们展示了如何通过补充辅助假设、以设备无关精神实现对底层资源的表征。特别地，我们讨论了如何规避因有限尺寸效应导致原始测量统计数据通常违背非定域条件这一事实。
关键词： 量子非定域性、设备无关的量子信息、POVM（正算子值测度）、贝尔不等式
更新于2025-09-23 15:23:52
-
部分纠缠两量子比特态的几何自检验
摘要： 量子非定域性近期与设备无关的量子信息处理紧密相关，其中量子关联集合的极值点通过自检验发挥关键作用。大多数协议中，自检验证明依赖于贝尔不等式的最大违背，但还存在基于态矢量几何来自检验最大纠缠态的另一已知方法。我们针对部分纠缠态提出了几何证明：当最简单贝尔场景中的一组关联函数满足特定条件时，态矢量的几何结构具有唯一确定性；若该几何结构上还存在另一个幺正可观测量，则该实现过程具备自检验特性?；谡庖环⑾?，我们通过刻意增设一个测量量提出了自检验协议。这种几何化自检验方案的优势在于：以其为构建?？椴⒅馗刺砑硬饬苛?，可实现对任意数量测量量的自检验。除应用价值外，我们还尝试通过猜测远端测量结果的概率来描述非定域关联——在此描述中量子集合同样具有凸性，且通过几何结构的唯一性可确定一大类极值点。
关键词： 设备无关的量子信息处理、贝尔不等式、量子非定域性、自检验
更新于2025-09-23 15:21:01
-
受控量子密钥分发的资源态结构
摘要： 量子纠缠在诸多通信协议（如秘密共享和量子密码学）中起着关键作用。我们研究了一个多于两方参与的协议场景，其中各方共享一个多体纠缠态。特别地，我们考察了参考文献H. Chao、X. Peng和G. G-Can发表于《中国物理快报》20卷183页(2003年)提出的受控量子密钥分发(CoQKD)协议——在该协议中，Alice和Bob在其他方的协作下建立密钥。其他方对Alice和Bob能否建立密钥、密钥安全性及密钥率实施控制/监督。我们详细讨论了三方情形并找到了合适的资源态，分析了第三方Charlie的控制能力，同时检验了新资源态在生成会议密钥和协同传态中的应用价值。研究发现，新近提出的贝尔不等式有助于确立会议密钥的安全性。我们还将该场景推广至三方以上的情况。
关键词： 会议密钥、协同传态、贝尔不等式、CoQKD（协作量子密钥分发）、量子纠缠、受控量子密钥分发
更新于2025-09-23 15:21:01
-
为量子非定域性画上句号
摘要： 贝尔不等式是通过过度简化的概率模型和/或反事实确定性（CFD）推导得出的。若正确引入描述测量仪器的设置依赖变量，则这些不等式均无法被证明。尽管如此，人们对神秘量子非局域性的信念仍未消退。贝尔实验的计算机模拟使人们能够研究实验数据可能产生的不同方式，还能生成各种反事实实验的结果——例如对同一"光子对"在不同设置下进行重复或同步测量等。这些模拟允许强化或放宽CFD符合度，以及研究各类"光子识别程序"的影响（这些程序模拟了真实实验中的操作）。通过采用特定的设置依赖识别程序，可以生成与量子预测相符的数据样本，该程序反映了仪器在测量过程中的主动作用。每个设置依赖的数据样本都与特定的设置依赖概率模型相符，而这些模型无法通过非语境化局域实在论或随机隐变量推导得出。本文将讨论这些模拟结果。由于数据样本是以局域因果方式生成的，这些模拟为终结量子非局域性假说提供了更有力的论据。
关键词： 光子识别漏洞、贝尔不等式、量子非定域性、局域因果性、贝尔实验的计算机模拟、语境漏洞
更新于2025-09-23 15:21:01
-
[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 时间顺序的贝尔不等式实验违背
摘要： 纠缠是量子力学的一个预言，它表明我们的物理定律无法用局域因果模型来描述。这引发了诸多争论，包括爱因斯坦著名的观点——量子力学是不完备的理论，我们或许终将发现能用局域因果模型描述的更深层理论。然而，无漏洞的贝尔不等式违背实验证明事实并非如此。贝尔定理独立于量子力学，它揭示任何试图取代量子力学的理论都必须具有某种非局域性。此后，学界利用不同物理系统进行了多次违背贝尔不等式的实验，最终实现了三项无漏洞实验[1-3]。最新的理论[4,5]与实验技术[6,7]使我们得以研究量子力学预言的新现象——即不存在固定因果顺序的过程。先前对该效应的实验检验都需假设量子力学能正确建模实验结果。但正如贝尔研究之前的纠缠现象，这些结果仍可能被其他具有确定因果顺序的理论解释。于是自然产生疑问：这类过程真实存在，还是量子力学的假象？我们通过构建时间顺序的贝尔不等式[8]证明这些效应确实存在。该不等式的违背（独立于量子力学）意味着所研究过程的时间顺序必定真正不确定。随后我们展示如何利用两个具有纠缠控制量子比特的量子开关系统[6,7]（见图1）来违背该不等式。
关键词： 量子力学、贝尔不等式、量子开关、纠缠、时间顺序
更新于2025-09-16 10:30:52
-
具有非简并分支的纠缠态的时间依赖关联及利用单线态裂变可能的实验实现
摘要： 单重态裂变产生的自旋纠缠激子态为生成具有非简并分支的纠缠态提供了一条实验途径。非简并纠缠对态拥有一个内部"时钟"，这会导致各种检测量中出现量子拍频现象。我们运用二态和三态自旋模型分析了这一内部时钟对贝尔不等式测量和相关粒子检测的影响。在贝尔不等式实验中，我们发现检测时刻的选择可以决定观测到的是量子关联还是经典关联。通过分析检测事件可能处于类时间隔或类空间隔的条件，阐明了其中一个粒子的时间演化如何影响另一个粒子的时变检测概率。我们探讨了检测单个相关三重态激子的可能途径，重点关注了三重态激子在宏观距离上传输与分离的物理问题，以及退相干、检测和信号解读方面的实验挑战。我们认为单重态裂变产生的自旋纠缠三重态激子态能为纠缠态检测与坍缩研究提供新方法，从而补充基于偏振纠缠光子态的现有方案。
关键词： 检测、贝尔不等式、相关粒子探测、自旋纠缠激子态、非简并分支、三重态激子、量子拍频、单线态裂分、退相干
更新于2025-09-12 10:27:22
-
违反贝尔不等式的高维双光子纠缠中抛物线重合条纹的各种角度周期
摘要： 两个具有相对方位角π的半电荷光学涡旋的量子态是正交的，利用这一特性，可采用两个夹角为π的半电荷螺旋相位板，在高维双光子轨道角动量纠缠的贝尔不等式实验中呈现抛物线型重合条纹，从而获得3又1/5的强贝尔参数。我理论上论证了两种量子态（每种都是由n个分数量子轨道角动量态构成的旋转对称叠加态，其中n∈N）之间的各类正交关系。我提出采用具有这两种量子态的两个n分区螺旋相位板进行贝尔不等式实验，由此可获得周期为2π/n的多种抛物线型重合条纹角周期，且每个周期内都能得到3又1/5的贝尔参数。
关键词： 贝尔不等式，轨道角动量，螺旋相位板，高维纠缠，抛物线重合条纹
更新于2025-09-09 09:28:46
-
对噪声压缩光中不完美光子增减违反贝尔不等式的响应
摘要： 违反贝尔不等式是检测复合量子系统（无论有限维还是无限维）中量子关联的显著方法。我们研究了在噪声环境下，通过对单?；蛩Ｑ顾豕饬侥Ｖ械墓庾咏性?减操作时，基于赝自旋算符的局域实在性违背所导致的后果。无噪情况下，研究表明：单模光子增/减操作会使最大贝尔不等式违背值整体提升，但违背程度随压缩强度变化会呈现单调性与非单调性的相互作用。此外发现，在低压缩度或光子增/减数较少时，双模同时减光子比加光子能产生更强的局域实在性违背——不过若比较纠缠含量则不会出现这种排序关系。当孪生光束发生器存在缺陷时，所得态的压缩度会低于预期。在此类情形下，或光子增/减操作不完美及存在局域噪声时，受噪声影响的双模压缩态对局域实在性的违背程度总会降低。但有趣的是，光子增/减操作通常能通过增强违背值或将非违背态转化为违背态来克服噪声的不良影响，从而起到激活作用。
关键词： 双模压缩态、光子扣除、局域实在性、光子增加、量子关联、贝尔不等式、噪声
更新于2025-09-09 09:28:46