[论文解读] Nonanomalous realism-based measure of nonlocality

V. S. Gomes, R. M. Angelo|arXiv (Cornell University)|Sep 14, 2017

Quantum Mechanics and Applications被引用 6

一句话总结

本文提出了一种基于实在论的两体量子态非局域性度量，该度量在纯态时退化为纠缠，且在任意维度下均避免异常行为。它表明，即使在贝尔局部态中，这种非局域性依然存在，从而将其定位为量子性质中最基础的层次。

ABSTRACT

Based on a recently proposed model of physical reality and an underlying criterion of nonlocality for contexts [A. L. O. Bilobran and R. M. Angelo, Europhys. Lett. 112, 40005 (2015)] we introduce a realism-based quantifier of nonlocality for bipartite quantum states. We prove that this measure reduces to entanglement for pure states, thus being free of anomalies in arbitrary dimensions, and identify the class of states with null realism-based nonlocality. Then, we show that such a notion of nonlocality can be positioned at the lowest level in the hierarchy of quantumness quantifiers, meaning that it can occur even for Bell-local states. These results open a new perspective for nonlocality studies.

研究动机与目标

• 开发一种基于物理实在论的非局域性度量，以避免在任意维度下的异常行为。
• 识别出非局域性度量为零的实在论非局域性状态类。
• 将此非局域性度量置于量子性度量的最基础层次。
• 厘清两体系统中非局域性、纠缠与贝尔非局域性之间的关系。

提出的方法

• 基于先前的物理实在模型，提出一种基于实在论的非局域性判据。
• 在两体系统中，利用语境性和实在性约束定义非局域性度量。
• 将该度量应用于纯态与混合态，以评估其行为特性。
• 证明该度量在纯态时退化为纠缠，从而确保其一致性与无异常行为。
• 分析该度量在贝尔局部态中的行为，以确立其基础性作用。
• 通过数学分析，识别出非局域性度量为零的状态集合。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否构造一种在所有维度下均无异常的非局域性度量？
• RQ2 该基于实在论的度量在纯态时是否退化为纠缠？
• RQ3 非局域性是否可能存在于贝尔局部态中？
• RQ4 该非局域性度量所捕捉的最小量子性水平是什么？
• RQ5 哪些量子态表现出零实在论非局域性？

主要发现

• 所提出的度量在纯态时退化为纠缠，确保了在任意维度下的一致性与无异常行为。
• 该度量识别出一类非局域性度量为零的特定状态。
• 通过该度量定义的非局域性即使在贝尔局部态中依然可以存在，表明其基础性本质。
• 该度量被置于量子性度量层级的最底层。
• 该框架清晰界定了非局域性与贝尔非局域性之间的区别，表明非局域性可独立于贝尔不等式破缺而存在。
• 结果表明，基于实在论的非局域性是一种比以往认识更为基础的资源。