Coerência e contextualidade em um interferômetro Mach-Zehnder

Coerência e contextualidade em um interferômetro Mach-Zehnder

Carimbo de data / hora: 5 de fevereiro de 2024 9h21

Rafael Vagner1,2, Anita Camillini1,2 e Ernesto F. Galvão1,3

1Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia (INL), Av. Mestre José Veiga, 4715-330 Braga, Portugal
2Centro de Física, Universidade do Minho, Braga 4710-057, Portugal
3Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense, Av. Garota. Milton Tavares de Souza s/n, Niterói, RJ, 24210-340, Brasil

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Sumário

Analisamos recursos não clássicos em fenômenos de interferência usando desigualdades generalizadas de não contextualidade e testemunhas de coerência independentes de base. Utilizamos desigualdades recentemente propostas que testemunham ambos os recursos no mesmo quadro. Propomos também, tendo em vista os resultados anteriores de vantagem contextual, uma forma sistemática de aplicação dessas ferramentas para caracterizar a vantagem proporcionada pela coerência e contextualidade em protocolos de informação quântica. Instanciamos esta metodologia para a tarefa de interrogação quântica, famosamente introduzida pelo experimento interferométrico paradigmático de teste de bomba, mostrando vantagem quântica contextual para tal tarefa.

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Resumo popular

Neste artigo, exploramos recursos não clássicos em fenômenos de interferência, analisando desigualdades generalizadas de não contextualidade e testemunhas de coerência independentes de base. Aplicamos desigualdades recentemente propostas para caracterizar a coerência e a contextualidade em protocolos de informação quântica, com foco em interferômetros Mach-Zehnder (MZIs). Nosso estudo revela que a coerência quântica independente de base dentro dos MZIs pode ser testemunhada e quantificada usando desigualdades livres de coerência, fornecendo métodos experimentalmente acessíveis para avaliar a coerência. Usando novas técnicas, mostramos uma vantagem quantificável fornecida pela contextualidade quântica para a tarefa de interrogação quântica. Nossas contribuições vão desde novas desigualdades, resultados analíticos e protocolos experimentais propostos, esclarecendo a relação entre coerência e contextualidade em MZIs e oferecendo uma abordagem geral para provar vantagens quânticas em experimentos interferométricos.

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Citado por

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[2] Lorenzo Catani, Matthew Leifer, David Schmid e Robert W. Spekkens, “Por que os fenômenos de interferência não capturam a essência da teoria quântica”, Quântico 7, 1119 (2023).

[3] Rafael Wagner, Zohar Schwartzman-Nowik, Ismael L. Paiva, Amit Te'eni, Antonio Ruiz-Molero, Rui Soares Barbosa, Eliahu Cohen e Ernesto F. Galvão, “Circuitos quânticos para medição de valores fracos, Kirkwood-Dirac distribuições de quase probabilidade e espectros de estado”, Ciência e Tecnologia Quântica 9 1, 015030 (2024).

[4] Lorenzo Catani, Matthew Leifer, Giovanni Scala, David Schmid e Robert W. Spekkens, “Aspectos da fenomenologia da interferência que são genuinamente não clássicos”, Revisão Física A 108 2, 022207 (2023).

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[6] Rafael Wagner, Rui Soares Barbosa e Ernesto F. Galvão, “Desigualdades testemunhando coerência, não localidade e contextualidade”, arXiv: 2209.02670, (2022).

[7] Massy Khoshbin, Lorenzo Catani e Matthew Leifer, “Maneiras alternativas robustas de testemunhar a não-classicalidade no cenário mais simples”, arXiv: 2311.13474, (2023).

[8] Taira Giordani, Rafael Wagner, Chiara Esposito, Anita Camillini, Francesco Hoch, Gonzalo Carvacho, Ciro Pentangelo, Francesco Ceccarelli, Simone Piacentini, Andrea Crespi, Nicolò Spagnolo, Roberto Osellame, Ernesto F. Galvão e Fabio Sciarrino, “Experimental certificação de contextualidade, coerência e dimensão em um processador fotônico universal programável”, Avanços da Ciência 9 44, eadj4249 (2023).

[9] Rafael Wagner e Ernesto F. Galvão, “Prova simples de que valores fracos anômalos requerem coerência”, Revisão Física A 108 4, L040202 (2023).

[10] Holger F. Hofmann, “Propagação sequencial de um único fóton através de cinco contextos de medição em um interferômetro de três caminhos”, arXiv: 2308.02086, (2023).

[11] Marcos LW Basso, Ismael L. Paiva e Pedro R. Dieguez, “Revelando trade-offs de complementaridade quântica em cenários relativísticos”, arXiv: 2306.08136, (2023).

As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2024-02-05 14:30:13). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

Não foi possível buscar Dados citados por referência cruzada durante a última tentativa 2024-02-05 14:30:10: Não foi possível buscar os dados citados por 10.22331 / q-2024-02-05-1240 do Crossref. Isso é normal se o DOI foi registrado recentemente.

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