[论文解读] Nullity of Measurement-induced Nonlocality

Yu Guo, Jinchuan Hou|arXiv (Cornell University)|Jul 2, 2011

Quantum Information and Cryptography参考文献 2被引用 2

一句话总结

本文建立了有限和無限維度雙體量子系統中測量誘導非局域性（MIN）為零的充分必要條件。研究揭示，MIN與量子失諧均源自非對易性而非糾纏態，表明MIN為零的狀態是失諧為零狀態的真子集，兩者均為零測度集，暗示量子非局域性可獨立於糾纏態與量子失諧而存在。

ABSTRACT

Department of Mathematics, Shanxi Datong University, Datong, 037009, ChinaMeasurement-induced nonlocality is a measure of nonlocality introduced by Luo and Fu [Phys.Rev. Lett. 106, 120401(2011)]. In this paper, we present a sufficient and necessary condition fornullity of measurement-induced nonlocality for both finite- and infinite-dimensional bipartite sys-tems. We highlight the relation between zero measurement-induced nonlocality states and classical-quantum states (which have zero quantum discord) in terms of commutativity. It is indicated thatmeasurement-induced nonlocality and quantum discord are raised from noncommutativity ratherthan entanglement. We find that the set of states with zero measurement-induced nonlocality is aproper subset of the set of zero discordant states, and they are zero-measure sets. Therefore, thereexist not only quantum nonlocality without entanglement but also quantum nonlocality withoutquantum discord.PACSnumbers: 03.65.Db, 03.65.Ud, 03.67.Mn.

研究动机与目标

• 確定雙體量子系統中測量誘導非局域性消失的精確條件。
• 釐清零MIN狀態與零量子失諧的經典-量子態之間的關係。
• 探究非局域性是否可獨立於糾纏態與量子失諧而存在。
• 證明MIN與量子失諧的根源在於非對易性，而非糾纏態。

提出的方法

• 推導有限與無限維度系統中測量誘導非局域性消失的充分必要條件。
• 透過密度算符的對易性分析MIN為零狀態與經典-量子態之間的結構關係。
• 運用算子理論工具，檢驗非對易性作為MIN與量子失諧的根本來源。
• 比較MIN為零狀態與失諧為零狀態的測度，顯示兩者在狀態空間中均為零測度。
• 將框架應用於雙體系統，以區分MIN與糾纏態及量子失諧。
• 確立MIN為零狀態是失諧為零狀態的真子集，顯示MIN為零條件更為嚴苛。

实验结果

研究问题

• RQ1 在雙體量子系統中，測量誘導非局域性消失的確切條件為何？
• RQ2 零測量誘導非局域性狀態與零量子失諧的經典-量子態之間有何關係？
• RQ3 當既無糾纏態亦無量子失諧時，量子非局域性是否仍可存在？
• RQ4 非對易性是否為測量誘導非局域性與量子失諧的根源，且獨立於糾纏態？
• RQ5 與零量子失諧狀態相比，零測量誘導非局域性狀態集合的測度為何？

主要发现

• 零測量誘導非局域性狀態的集合是零失諧狀態集合的真子集。
• 零MIN狀態由子系統密度算符之間的特定對易性條件所特徵化。
• 測量誘導非局域性與量子失諧均源自非對易性，而非糾纏態。
• 零MIN狀態集合與零失諧狀態集合在所有雙體態空間中均為零測度。
• 由於存在位於零失諧集合之外的零MIN狀態，證實非局域性可獨立於糾纏態與量子失諧而存在。
• 研究結果確認非對易性是這些非局域性與失諧行為度量的根本來源，而非糾纏態。