因果関係図を使用した公正なサンプリングの仮定の拡張

因果関係図を使用した公正なサンプリングの仮定の拡張

ヴァレンティン・ゲバートとアウグスト・スメルツィ

QSTAR、INO-CNR、LENS、Largo Enrico Fermi 2、50125 フィレンツェ、イタリア

この論文を興味深いと思うか、議論したいですか? SciRateを引用するかコメントを残す.

抽象

ベル実験で望ましくない測定結果を破棄すると、非局所性の決定的な実証を妨げる検出の抜け穴が開きます。 検出の抜け穴を塞ぐことは多くの実用的な Bell 実験にとって主要な技術的課題であるため、いわゆる公平なサンプリングの仮定 (FSA) を仮定するのが通例です。理想的な統計。 ここでは、因果推論の観点から FSA を分析します。FSA を忠実にカプセル化する因果モデルに存在しなければならない因果構造を導き出します。 これは、FSA のさまざまな受け入れられている形式を含み、FSA を使用するときに実際に想定されることを強調する、簡単で直感的で統一されたアプローチを提供します。 次に、FSA は、非理想的な検出器や伝送損失を伴うシナリオだけでなく、粒子の宛先が重ね合わせ状態にある場合など、相関の一部のみが事後選択される理想的な実験にも適用できることを示します。 最後に、FSA が (本物の) マルチパート非局所性をテストするマルチパート シナリオにも適用できることを示します。

ベルの非局所性の実証における主な障害の XNUMX つは、高効率の検出器が必要なことです。 この挑戦的な困難は、通常、観測された統計の可能な局所現実的な説明が制限されていると仮定することによって回避されます。これは、公正なサンプリングの仮定 (FSA) として知られています。 この作業では、FSA を忠実にカプセル化するために存在しなければならない、局所隠れ変数モデルの因果図に必要な構造を導き出します。 この構造は、FSA を想定するときに実際に想定することを強調しており、文献に見られるさまざまな形式の FSA を比較するために使用できます。 最後に、因果関係図 FSA は、粒子の目的地がランダムなベル実験、または真のマルチパート非局所性をテストするマルチパート実験にも適用できることを示します。

►BibTeXデータ

►参照

【1] ジョン・S・ベル。 「アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼンのパラドックスについて」。 物理学 1、195 (1964)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195

【2] ジョン・S・ベル。 「ローカルビーブルの理論」。 In Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics: Collected Papers on Quantum Philosophy. 52 ~ 62 ページ。 ケンブリッジ大学出版局 (2004)。 2版。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511815676

【3] Nicolas Brunner、Daniel Cavalcanti、Stefano Pironio、Valerio Scarani、Stephanie Wehner。 「ベルの非局所性」。 Rev.Mod. 物理。 86、419–478(2014)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419

【4] ジュデア・パール。 「因果関係:モデル、推論、および推論」。 ケンブリッジ大学出版局。 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511803161

【5] フィリップ・M・パール。 「データ拒否に基づく隠し変数の例」. 物理。 Rev. D 2、1418–1425 (1970)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.2.1418

【6] ジョン・F・クラウザーとマイケル・A・ホーン。 「客観的局所理論の実験的帰結」。 物理。 Rev. D 10, 526–535 (1974)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.10.526

【7] DS タスカ、SP ウォルボーン、F. トスカーノ、PH ソウトリベイロ。 「ガウス状態の事後選択による調整可能な popescu-rohrlich 相関の観測」。 物理。 Rev. A 80、030101 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.030101

【8] Ilja Gerhardt、Qin Liu、Antía Lamas-Linares、Johannes Skaar、Valerio Scarani、Vadim Makarov、Christian Kurtsiefer。 「ベルの不等式の違反を実験的に偽造する」. 物理。 Rev.Lett. 107、170404 (2011)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.170404

【9] エンリコ・ポマリコ、ブルーノ・サンギネッティ、パベル・セカツキー、ウーゴ・ズビンデン、ニコラス・ジシン。 「絡み合った光子の実験的増幅: 検出の抜け穴が無視されたらどうなるか?」. New J.Phys. 13、063031(2011)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​6/​063031

【10] J ロメロ、D ジョバンニーニ、DS タスカ、SM バーネット、MJ パジェット。 「調整された 15 光子相関と公正なサンプリング: 教訓」. New J.Phys. 083047、2013(XNUMX)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​8/​083047

【11] N.デビッド・マーミン。 「EPR実験—「抜け穴」についての考え」。 アン。 NYアカデミー。 科学。 480、422–427 (1986)。
https:/ / doi.org/ 10.1111 / j.1749-6632.1986.tb12444.x

【12] フィリップ・H・エバーハルト。 「抜け穴のないアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン実験に必要なバックグラウンドレベルとカウンター効率」. 物理。 Rev. A 47、R747–R750 (1993)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.R747

【13] ファビオ・シャリーノ、ジュゼッペ・ヴァローネ、アダン・カベッロ、パオロ・マタローニ。 「ランダム宛先ソースを使用したベルの実験」. 物理。 Rev. A 83、032112 (2011)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.032112

【14] アヌパム・ガーグとNDマーミン。 「アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン実験における検出器の非効率性」。 物理。 Rev. D 35、3831–3835 (1987)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.35.3831

【15] Jan-Åke Larsson。 「ベルの不等式と検出器の非効率性」. 物理。 Rev. A 57、3304–3308 (1998)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.3304

【16] メアリー・A・ロウ、デビッド・キエルピンスキー、フォルカー・マイヤー、チャールズ・A・サケット、ウェイン・M・イタノ、クリストファー・モンロー、デビッド・J・ワインランド。 「効率的な検出によるベルの不等式の実験的違反」。 ネイチャー 409, 791–794 (2001).
https:/ / doi.org/ 10.1038 / 35057215

【17] DN マツケビッチ、P. マウンツ、DL モーリング、S. オルムシェンク、C. モンロー。 「100 つのリモート原子量子ビットによるベル不等式違反」。 物理。 Rev.Lett. 150404、2008 (XNUMX)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.100.150404

【18] BG Christensen、KT McCusker、JB Altepeter、B. Calkins、T. Gerrits、AE Lita、A. Miller、LK Shalm、Y. Zhang、SW Nam、N. Brunner、CCW Lim、N. Gisin、および PG Kwiat。 「量子非局所性の検出の抜け穴のないテストとアプリケーション」。 物理。 Rev.Lett. 111、130406 (2013)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.130406

【19] リンデン・K・シャルム、エヴァン・メイヤー=スコット、ブラッドリー・G・クリステンセン、ピーター・ビアホルスト、マイケル・A・ウェイン、マーティン・J・スティーブンス、トーマス・ゲリッツ、スコット・グランシー、デニー・R・ハメル、マイケル・S・オールマン、ケビン・J・コークリー、シェリーD. Dyer、Carson Hodge、Adriana E. Lita、Varun B. Verma、Camilla Lambrocco、Edward Tortorici、Alan L. Migdall、Yanbao Zhang、Daniel R. Kumor、William H. Farr、Francesco Marsili、Matthew D. Shaw、Jeffrey A. Stern、Carlos Abellán、Waldimar Amaya、Valerio Pruneri、Thomas Jennewein、Morgan W. Mitchell、Paul G. Kwiat、Joshua C. Bienfang、Richard P. Mirin、Emanuel Knill、Sae Woo Nam。 「ローカルリアリズムの強力な抜け穴のないテスト」。 物理。 Rev.Lett. 115、250402 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250402

【20] マリッサ・ジュスティナ、マリジン・アム・フェルスティーグ、セーレン・ウェンゲロウスキー、ヨハネス・ハンドシュタイナー、アーミン・ホクラナー、ケビン・フェラン、ファビアン・スタインレヒナー、ヨハネス・コフラー、ヤン・オーケ・ラーション、カルロス・アベラン、ヴァルディマー・アマヤ、ヴァレリオ・プルネリ、モーガン・W・ミッチェル、ヨルン・ベイヤー、トーマス・ゲリッツ、 Adriana E. Lita、Lynden K. Shalm、Sae Woo Nam、Thomas Scheidl、Rupert Ursin、Bernhard Wittmann、Anton Zeilinger。 「絡み合った光子を使用したベルの定理の大幅な抜け穴のないテスト」。 物理。 Rev.Lett. 115、250401 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250401

【21] バス・ヘンセン、ハンネス・ベルニアン、アナイス・E・ドロー、アンドレアス・ライザーラー、ノルベルト・カルブ、マキエル・S・ブロック、ジャスト・ライテンベルク、レイモンド・FL・フェルミューレン、レイモンド・N・ショーテン、カルロス・アベラン 他「1.3 キロメートル離れた電子スピンを使用した抜け穴のないベルの不等式違反」。 ネイチャー 526, 682–686 (2015).
https:/ / doi.org/ 10.1038 / nature15759

【22] ジョン・F・クラウザー、マイケル・A・ホーン、アブナー・シモニー、リチャード・A・ホルト。 「局所隠れ変数理論をテストするための提案された実験」。 物理。 Rev.Lett. 23、880–884(1969)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

【23] ドミニク・W・ベリー、チョン・ヒョンソク、マグダレナ・ストビンスカ、ティモシー・C・ラルフ。 「ローカルリアリズムをテストするために、公正なサンプリングの仮定は必要ありません」. 物理。 Rev. A 81, 012109 (2010)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.012109

【24] Davide Orsucci、Jean-Daniel Bancal、Nicolas Sangoard、Pavel Sekatski。 「公正なサンプリングの仮定の下で、事後選択がデバイスに依存しない主張にどのように影響するか」。 クォンタム 4, 238 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-03-02-238

【25] Igor Marinković、Andreas Wallucks、Ralf Riedinger、Sungkun Hong、Markus Aspelmeyer、Simon Gröblacher。 「オプトメカニカルベルテスト」。 物理。 Rev.Lett. 121、220404 (2018)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.220404

【26] Dominik Rauch, Johannes Handsteiner, Armin Hochrainer, Jason Gallicchio, Andrew S. Friedman, Calvin Leung, Bo Liu, Lukas Bulla, Sebastian Ecker, Fabian Steinlechner, Rupert Ursin, Beili Hu, David Leon, Chris Benn, Adriano Ghedina, Massimo Cecconi, Alan H. Guth、David I. Kaiser、Thomas Scheidl、および Anton Zeilinger。 「高赤方偏移クエーサーからのランダム測定設定を使用した宇宙ベル テスト」。 物理。 Rev.Lett. 121、080403 (2018)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.080403

【27] エマヌエーレ・ポリーノ、アイリス・アグレスティ、ダビデ・ポデリーニ、ゴンサロ・カルヴァチョ、ジョルジオ・ミラノ、ガブリエラ・バレット・レモス、ラファエル・チャベス、ファビオ・シャリーノ。 「遅延選択実験のデバイスに依存しないテスト」。 物理。 Rev. A 100、022111 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022111

【28] S. ゴメス、A. マッター、I. マチュカ、ES ゴメス、D. カヴァルカンティ、O. ヒメネス ファリアス、A. アシン、G. リマ。 「デバイスに依存しない乱数生成と自己テスト プロトコルのための部分的に絡み合った状態の実験的調査」。 物理。 Rev. A 99、032108 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.032108

【29] ダヴィデ・ポデリーニ、アイリス・アグレスティ、グリエルモ・マルケーゼ、エマヌエーレ・ポリーノ、タイラ・ジョルダーニ、アレッシア・スプラノ、マウロ・ヴァレリ、ジョルジオ・ミラーニ、ニコロ・スパニョーロ、ゴンサロ・カルヴァチョ 他「スター量子ネットワークにおける n 局所性の実験的違反」。 ナット。 通信します。 11, 1–8 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16189-6

【30] サンティアゴ・タラゴ・ベレス、ヴィヴィシェク・スディール、ニコラ・サングアール、クリストフ・ギャラン。 「周囲条件での光と振動のベル相関」。 科学。 アドバンテージ6, eabb0260 (2020).
https:/ / doi.org/ 10.1126/ sciadv.abb0260

【31] アイリス・アグレスティ、ダヴィデ・ポデリーニ、レオナルド・ゲリーニ、ミケーレ・マンクージ、ゴンサロ・カルヴァチョ、レアンドロ・アオリタ、ダニエル・カヴァルカンティ、ラファエル・チャベス、ファビオ・シアリーノ。 「実験的なデバイスに依存しない認定されたランダムネスの生成と、インストルメンタルな因果構造」。 通信します。 物理。 3、1–7(2020)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-020-0375-6

【32] ピーター・スピアーツ、クラーク・N・グリモア、リチャード・シャイネス、デビッド・ヘッカーマン。 「原因、予測、および検索」。 MITプレス。 (2000)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511803161

【33] クリストファー・J・ウッドとロバート・W・スペッケンズ。 「量子相関の因果発見アルゴリズムの教訓: ベル不等式違反の因果説明には微調整が必​​要です」. New J.Phys. 17、033002(2015)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​3/​033002

【34] ジョン・マーク・A・アレン、ジョナサン・バレット、ドミニク・C・ホースマン、シアラン・M・リー、ロバート・W・スペッケンズ。 「量子共通原因と量子因果モデル」。 物理。 Rev. X 7、031021 (2017)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031021

【35] エリック・G・カヴァルカンティ。 「ベルとコッヘン・スペッカーの不等式違反の古典的な因果モデルには、微調整が必​​要です」。 物理。 Rev. X 8、021018 (2018)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021018

【36] Pawel Blasiak、Ewa Borsuk、Marcin Markiewicz。 「理想的な検出器を使用したベル テストの安全な事後選択について: 因果図アプローチ」. クォンタム 5, 575 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-11-11-575

【37] Valentin Gebhart、Luca Pezzè、Augusto Smerzi。 「因果図事後選択による真のマルチパート非局所性」。 物理。 Rev.Lett. 127、140401 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.140401

【38] ヴァレンティン・ゲブハルトとアウグスト・スメルツィ。 「真のマルチパート非局所性の一致事後選択:因果図としきい値効率」(2022)。 物理。 Rev. A 106、062202 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.062202

【39] バーナード・ユルクとデビッド・ストーラー。 「独立粒子源を使用したベルの不等式実験」。 物理。 Rev. A 46, 2229–2234 (1992)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.46.2229

【40] バーナード・ユルクとデビッド・ストーラー。 「独立した粒子源からのアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン効果」。 物理。 Rev.Lett. 68、1251–1254 (1992)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.1251

【41] JDフランソン。 「位置と時間のベル不等式」。 物理。 Rev.Lett. 62、2205–2208 (1989)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.62.2205

【42] Sven Aerts、Paul Kwiat、Jan-Åke Larsson、Marek Żukowski。 「二光子フランソン型実験と局所リアリズム」. 物理。 Rev.Lett. 83、2872–2875 (1999)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.2872

【43] ジョナサン・ジョーゲンフォース、アシュラフ・モハメド・エルハッサン、ヨハン・アーレンス、モハメド・ブレンナン、ヤン・ケ・ラーション。 「エネルギー時間エンタングルメントベースの量子鍵配送で古典的な光を使用してベルテストをハッキングする」. 科学。 アドバンテージ1、e1500793 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1500793

【44] アダン・カベロ、アレッサンドロ・ロッシ、ジュゼッペ・ヴァローネ、フランチェスコ・デ・マルティーニ、パオロ・マタローニ。 「本物のエネルギーと時間のもつれを伴う提案されたベル実験」. 物理。 Rev.Lett. 102、040401 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.040401

【45] G. リマ、G. ヴァローネ、A. キウリ、A. カベッロ、P. マタローニ。 「選択後の抜け穴のない実験的なベル不等式違反」。 物理。 Rev. A 81, 040101 (2010)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.040101

【46] ジョージ・スヴェトリチニー。 「ベル型不等式による三体非分離性と二体非分離性の区別」. 物理。 Rev. D 35、3066–3069 (1987)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.35.3066

【47] N.デビッド・マーミン。 「巨視的に異なる状態の重ね合わせにおける極端な量子もつれ」。 物理。 Rev.Lett. 65、1838–1840 (1990)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.65.1838

【48] ジャン ダニエル バンカル、シリル ブランシアード、ニコラス ジザン、ステファノ ピロニオ。 「多部非局所性の定量化」。 物理。 Rev.Lett. 103、090503 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.090503

【49] ジャン・ダニエル・バンカル、ジョナサン・バレット、ニコラ・ジシン、ステファノ・ピロニオ。 「多部非局所性の定義」。 物理。 Rev. A 88、014102 (2013)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.014102

【50] Patricia Contreras-Tejada、Carlos Palazuelos、Julio I. de Vicente。 「真のマルチパート非局所性は、量子ネットワークに固有のものです」. 物理。 Rev.Lett. 126, 040501 (2021).
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.040501

【51] ミゲル・ナバスケス、エリー・ウルフ、デニス・ロセット、アレハンドロ・ポサス=ケルスチェンス。 「本物のネットワーク多者絡み」。 物理。 Rev.Lett. 125、240505(2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.240505

【52] Debashis Saha と Marcin Pawłowski。 「量子およびブロードキャスト非局所相関の構造」。 物理。 Rev. A 92、062129 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.062129

【53] David Schmid、Thomas C. Fraser、Ravi Kunjwal、Ana Belen Sainz、Elie Wolfe、Robert W. Spekkens。 「もつれと非局所性の相互作用を理解する: もつれ理論の新しい分野の動機付けと開発」(2021). arXiv:2004.09194.
https:/ / doi.org/ 10.48550/ arxiv.2004.09194
arXiv:2004.09194

【54] グザヴィエ・コトゥ=ロイ、エリー・ウルフ、マルク=オリヴィエ・レノウ。 「自然界の相関関係を説明できる二部非局所因果理論はない」. 物理。 Rev.Lett. 127、200401 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200401

【55] ラファエル・チャベス、ダニエル・カヴァルカンティ、レアンドロ・アオリタ。 「マルチパート ベル非局所性の因果階層」。 量子 1, 23 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2017-08-04-23

によって引用

[1] Valentin Gebhart と Augusto Smerzi、「真のマルチパート非局所性の一致事後選択: 因果図としきい値効率」、 フィジカルレビューA 106 6、062202(2022).

上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2023-01-13 11:42:16)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

取得できませんでした クロスリファレンス被引用データ 最終試行2023-01-13 11:42:15:10.22331 / q-2023-01-13-897の被引用データをCrossrefから取得できませんでした。 DOIが最近登録された場合、これは正常です。

タイムスタンプ:

より多くの 量子ジャーナル