[论文解读] CHSH Activation

Miguel Navascués, Tamás Vértesi|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2010

Quantum Computing Algorithms and Architecture被引用 1

一句话总结

本文证明，某些两比特量子态单独时并不违反CHSH贝尔不等式，但其张量积却表现出至少2.023的CHSH不等式 violation，揭示了非局域性的激活。此外，本文还识别出一个CHSH局域态，其两份副本的复合态变为非局域，且该方法可推广至任意贝尔情景。

ABSTRACT

We find two two-qubit states such that any number of copies of one state or the other cannot violate the CHSH Bell inequality. However, their tensor product can produce a CHSH violation of at least 2.023. We also identify a CHSH-local state such that two copies of it are CHSH-violating. The tools employed here can be easily adapted to find instances of non-locality activation in arbitrary Bell scenarios.

研究动机与目标

• 识别那些单独时为CHSH局域但其张量积违反CHSH不等式的量子态。
• 证明即使单个态为局域态，通过态的组合仍可实现非局域性的激活。
• 为检测非局域性激活提供适用于任意贝尔情景的一般化框架。
• 构建显式例子，展示两比特态表现出此激活效应并可量化CHSH不等式违反值。

提出的方法

• 分析单独时不违反CHSH不等式的两比特量子态。
• 取此类态的张量积，以探索涌现的非局域性。
• 使用标准贝尔算符形式化方法计算复合态的CHSH值。
• 采用半定规划技术验证并量化复合系统中的CHSH不等式违反。
• 将构造方法扩展至识别一个其两份副本态变为CHSH不等式违反的单个态。
• 通过推广态组合与违反检测方法，将该框架适配至任意贝尔情景。

实验结果

研究问题

• RQ1 两个单独为CHSH局域的两比特态，当通过张量积组合时，是否会产生CHSH不等式违反？
• RQ2 此类激活态中可实现的最小CHSH不等式违反值是多少？是否可超过局域界限？
• RQ3 是否存在一个CHSH局域态，其两份副本态组合后变为非局域？
• RQ4 该方法能否推广至CHSH不等式以外的其他贝尔情景？
• RQ5 通过此类激活可实现的CHSH不等式违反值的定量阈值是多少？

主要发现

• 存在两个两比特态，它们单独时不违反CHSH不等式，但其张量积产生的CHSH不等式违反值至少为2.023。
• 识别出一个特定的CHSH局域态，其两份副本组合后违反CHSH不等式。
• 所构造的例子展示了非局域性激活，即非局域性仅在复合系统中涌现。
• 用于识别此类态的方法可系统性地推广至任意贝尔情景。
• 结果表明，即使从与局域实在论模型在局部上不可区分的态出发，非局域性仍可被激活。
• 该激活效应在定量上显著，其CHSH值明显超出经典界限。