Nedensel diyagramları kullanarak adil örnekleme varsayımını genişletme

Nedensel diyagramları kullanarak adil örnekleme varsayımını genişletme

Zaman Damgası: 13 Ocak 2023 6:41

Valentin Gebhart ve Augusto Smerzi

QSTAR, INO-CNR ve LENS, Largo Enrico Fermi 2, 50125 Firenze, İtalya

Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.

Özet

Bell deneylerinde istenmeyen ölçüm sonuçlarının göz ardı edilmesi, yerelsizliğin kesin bir şekilde gösterilmesini engelleyen tespit boşluğunu açar. Tespit boşluğunun kapatılması, birçok pratik Bell deneyi için büyük bir teknik zorluk teşkil ettiğinden, orijinal formunda, kolektif olarak sonradan seçilmiş istatistiklerin, verilerin adil bir örneği olduğunu belirten adil örnekleme varsayımı (FSA) olarak adlandırılan varsayımı varsaymak gelenekseldir. ideal istatistikler. Burada FSA'yı nedensel çıkarım bakış açısından analiz ediyoruz: FSA'yı aslına sadık bir şekilde kapsayan herhangi bir nedensel modelde bulunması gereken nedensel bir yapı türetiyoruz. Bu, FSA'nın kabul edilen farklı formlarını içeren ve FSA'yı kullanırken gerçekte neyin varsayıldığının altını çizen kolay, sezgisel ve birleştirici bir yaklaşım sağlar. Daha sonra, FSA'nın yalnızca ideal olmayan dedektörlerin veya iletim kayıplarının olduğu senaryolarda değil, aynı zamanda korelasyonların yalnızca bazı kısımlarının sonradan seçildiği ideal deneylerde de (örneğin, parçacıkların varış yerleri bir süperpozisyon durumunda olduğunda) uygulanabileceğini gösteriyoruz. Son olarak, FSA'nın (gerçek) çok parçalı yerel olmayışını test eden çok parçalı senaryolarda da uygulanabilir olduğunu gösterdik.

Adil örnekleme varsayımının nedensel diyagramlar kullanılarak genişletilmesi PlatoBlockchain Veri Zekası. Dikey Arama. Ai.

Öne çıkan resim: Adil örnekleme varsayımının sadık bir açıklamasının nedensel yapısı.

Popüler özet

Bell'in yerel olmamasının gösterilmesindeki ana engellerden biri, yüksek verimli dedektörlere olan gereksinimdir. Adil örnekleme varsayımı (FSA) olarak bilinen, gözlemlenen istatistiklerin olası yerel-gerçekçi açıklamalarının kısıtlı olduğu varsayılarak bu zorlu zorluktan genellikle kaçınılır. Bu çalışmada, FSA'yı aslına sadık kalarak kapsüllemek için mevcut olması gereken yerel gizli değişken modellerinin nedensel diyagramlarından gerekli bir yapıyı türetiyoruz. Bu yapı, ÖSO varsayılırken gerçekte neyin varsayıldığını vurgular ve literatürde bulunan farklı ÖSO biçimlerini karşılaştırmak için kullanılabilir. Son olarak, FSA nedensel diyagramının, parçacığın varış noktalarının rastgele olduğu Bell deneylerinde veya gerçek çok parçalı yerel olmayış testinde kullanılan çok parçalı deneylerde de uygulanabileceğini gösterdik.

► BibTeX verileri

► Referanslar

[1] John S Bell. "Einstein Podolsky Rosen Paradoksu Üzerine". Fizik 1, 195 (1964).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195

[2] John S Bell. “Yerel beables teorisi”. Kuantum Mekaniğinde Konuşulabilir ve Konuşulamaz: Kuantum Felsefesi Üzerine Toplu Makaleler. Sayfalar 52–62. Cambridge University Press (2004). 2 baskı.
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511815676

[3] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani ve Stephanie Wehner. "Bell yerelsizliği". Mod. fizik 86, 419–478 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419

[4] Judea Pearl. “Nedensellik: Modeller, akıl yürütme ve çıkarım”. Cambridge Üniversitesi Yayınları. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511803161

[5] Philip M. Pearle. "Veri reddine dayalı gizli değişken örneği". Fizik. Rev. D 2, 1418–1425 (1970).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.2.1418

[6] John F. Clauser ve Michael A. Horne. "Nesnel yerel teorilerin deneysel sonuçları". Fizik. Rev. D 10, 526–535 (1974).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.10.526

[7] DS Tasca, SP Walborn, F. Toscano ve PH Souto Ribeiro. "Bir Gauss durumunun son seçimi yoluyla ayarlanabilir popescu-rohrlich korelasyonlarının gözlemlenmesi". Fizik. 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 ve Christian Kurtsiefer. “Bell eşitsizliklerinin ihlalini deneysel olarak taklit etmek”. Fizik. Rahip Lett. 107, 170404 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.170404

[9] Enrico Pomarico, Bruno Sanguinetti, Pavel Sekatski, Hugo Zbinden ve Nicolas Gisin. "Dolaşık bir fotonun deneysel amplifikasyonu: ya tespit boşluğu göz ardı edilirse?". Yeni J. Phys. 13, 063031 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​6/​063031

[10] J Romero, D Giovannini, DS Tasca, SM Barnett ve MJ Padgett. "Özelleştirilmiş iki foton korelasyonu ve adil örnekleme: uyarıcı bir hikaye". Yeni J. Phys. 15, 083047 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​8/​083047

[11] N. David Mermin. “EPR deneyi—“boşluk” hakkındaki düşünceler. Ann. NY Acad. Bilim. 480, 422–427 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1111 / j.1749-6632.1986.tb12444.x

[12] Philippe H. Eberhard. "Boşluk içermeyen bir Einstein-Podolsky-Rosen deneyi için gereken arka plan düzeyi ve karşı verimlilikler". Fizik. Rev. A 47, R747–R750 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.R747

[13] Fabio Sciarrino, Giuseppe Vallone, Adán Cabello ve Paolo Mataloni. "Rastgele hedef kaynaklarla Bell deneyleri". Fizik. Rev. A 83, 032112 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.032112

[14] Anupam Garg ve ND Mermin. "Einstein-podolsky-rosen deneyinde dedektör verimsizlikleri". Fizik. Rev. D 35, 3831–3835 (1987).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.35.3831

[15] Jan-Åke Larsson. “Bell eşitsizliği ve dedektör verimsizliği”. Fizik. Rev. A 57, 3304–3308 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.3304

[16] Mary A Rowe, David Kielpinski, Volker Meyer, Charles A Sackett, Wayne M Itano, Christopher Monroe ve David J Wineland. “Etkili tespit ile zil eşitsizliğinin deneysel ihlali”. Doğa 409, 791–794 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35057215

[17] DN Matsukevich, P. Maunz, DL Moehring, S. Olmschenk ve C. Monroe. “İki uzak atom kübitiyle zil eşitsizliği ihlali”. Fizik. Rahip Lett. 100, 150404 (2008).
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 ve PG Kwiat. “Kuantum yerelsizliğinin tespit edilmeyen boşluksuz testi ve uygulamaları”. Fizik. Rahip Lett. 111, 130406 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.130406

[19] Lynden K. Shalm, Evan Meyer-Scott, Bradley G. Christensen, Peter Bierhorst, Michael A. Wayne, Martin J. Stevens, Thomas Gerrits, Scott Glancy, Deny R. Hamel, Michael S. Allman, Kevin J. Coakley, Shellee 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 ve Sae Woo Nam. "Yerel gerçekçiliğin güçlü, boşluksuz testi". fizik Rahip Lett. 115, 250402 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250402

[20] Marissa Giustina, Marijn AM Versteegh, Sören Wengerowsky, Johannes Handsteiner, Armin Hochrainer, Kevin Phelan, Fabian Steinlechner, Johannes Kofler, Jan-Åke Larsson, Carlos Abellán, Waldimar Amaya, Valerio Pruneri, Morgan W. Mitchell, Jörn Beyer, Thomas Gerrits, Adriana E. Lita, Lynden K. Shalm, Sae Woo Nam, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Bernhard Wittmann ve Anton Zeilinger. "Dolaşık fotonlarla Bell teoreminin önemli ölçüde boşluksuz testi". fizik Rahip Lett. 115, 250401 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.250401

[21] Bas Hensen, Hannes Bernien, Anaïs E Dréau, Andreas Reiserer, Norbert Kalb, Machiel S Blok, Just Ruitenberg, Raymond FL Vermeulen, Raymond N Schouten, Carlos Abellán ve diğerleri. "1.3 kilometre ile ayrılmış elektron dönüşlerini kullanarak boşluksuz çan eşitsizliği ihlali". Doğa 526, 682–686 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature15759

[22] John F. Clauser, Michael A. Horne, Abner Shimony ve Richard A. Holt. "Yerel gizli değişken teorilerini test etmek için önerilen deney". fizik Rahip Lett. 23, 880–884 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

[23] Dominic W. Berry, Hyunseok Jeong, Magdalena Stobińska ve Timothy C. Ralph. “Yerel gerçekçiliği test etmek için adil örnekleme varsayımı gerekli değildir”. Fizik. Rev. A 81, 012109 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.012109

[24] Davide Orsucci, Jean-Daniel Bancal, Nicolas Sangouard ve Pavel Sekatski. "Adil örnekleme varsayımı altında seçim sonrası cihazdan bağımsız iddiaları nasıl etkiler". Kuantum 4, 238 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-03-02-238

[25] Igor Marinković, Andreas Wallucks, Ralf Riedinger, Sungkun Hong, Markus Aspelmeyer ve Simon Gröblacher. "Optomekanik zil testi". Fizik. Rahip 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 ve Anton Zeilinger. "Yüksek kırmızıya kaymalı kuasarlardan rastgele ölçüm ayarlarını kullanan kozmik çan testi". Fizik. Rahip Lett. 121, 080403 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.080403

[27] Emanuele Polino, Iris Agresti, Davide Poderini, Gonzalo Carvacho, Giorgio Milani, Gabriela Barreto Lemos, Rafael Chaves ve Fabio Sciarrino. "Gecikmeli seçim deneyinin cihazdan bağımsız testi". Fizik. Rev. A 100, 022111 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022111

[28] S. Gómez, A. Mattar, I. Machuca, ES Gómez, D. Cavalcanti, O. Jiménez Farías, A. Acín ve G. Lima. "Cihazdan bağımsız rastgelelik üretimi ve kendi kendini test etme protokolleri için kısmen dolaşmış durumların deneysel incelenmesi". Fizik. Rev. A 99, 032108 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.032108

[29] Davide Poderini, Iris Agresti, Guglielmo Marchese, Emanuele Polino, Taira Giordani, Alessia Suprano, Mauro Valeri, Giorgio Milani, Nicolò Spagnolo, Gonzalo Carvacho ve diğerleri. "Bir yıldız kuantum ağında n-yerelliğin deneysel ihlali". Nat. İletişim 11, 1–8 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16189-6

[30] Santiago Tarrago Velez, Vivishek Sudhir, Nicolas Sangouard ve Christophe Galland. "Ortam koşullarında ışık ve titreşim arasındaki çan korelasyonları". Bilim. Av. 6, eabb0260 (2020).
https:/​/​doi.org/10.1126/​sciadv.abb0260

[31] Iris Agresti, Davide Poderini, Leonardo Guerini, Michele Mancusi, Gonzalo Carvacho, Leandro Aolita, Daniel Cavalcanti, Rafael Chaves ve Fabio Sciarrino. "Araçsal nedensel yapıya sahip deneysel cihazdan bağımsız sertifikalı rastgelelik üretimi". İletişim Fizik. 3, 1–7 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-020-0375-6

[32] Peter Spirtes, Clark N Glymour, Richard Scheines ve David Heckerman. “Nedensellik, tahmin ve arama”. MİT basını. (2000).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511803161

[33] Christopher J Wood ve Robert W Spekkens. "Kuantum korelasyonları için nedensel keşif algoritmaları dersi: çan eşitsizliği ihlallerinin nedensel açıklamaları ince ayar gerektirir". Yeni J. Phys. 17, 033002 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​3/​033002

[34] John-Mark A. Allen, Jonathan Barrett, Dominic C. Horsman, Ciarán M. Lee ve Robert W. Spekkens. “Kuantumun ortak nedenleri ve kuantum nedensel modeller”. Fizik. Rev. X 7, 031021 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031021

[35] Eric G. Cavalcanti. "Çan ve kochen-specker eşitsizliği ihlallerine yönelik klasik nedensel modeller ince ayar gerektirir". Fizik. Rev. X 8, 021018 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021018

[36] Pawel Blasiak, Ewa Borsuk ve Marcin Markiewicz. “İdeal dedektörlerle Bell testleri için güvenli seçim sonrası seçim: Nedensel diyagram yaklaşımı”. Kuantum 5, 575 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-11-11-575

[37] Valentin Gebhart, Luca Pezzè ve Augusto Smerzi. "Nedensel diyagram son seçimi ile gerçek çok parçalı yerelsizlik". Fizik. Rahip Lett. 127, 140401 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.140401

[38] Valentin Gebhart ve Augusto Smerzi. “Gerçek çok parçalı yerelsizlik için tesadüf sonrası seçim: Nedensel diyagramlar ve eşik verimlilikleri” (2022). Fizik. Rev. A 106, 062202 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.062202

[39] Bernard Yurke ve David Stoler. “Bağımsız parçacık kaynaklarını kullanan Bell eşitsizliği deneyleri”. Fizik. Rev. A 46, 2229–2234 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.46.2229

[40] Bernard Yurke ve David Stoler. "Bağımsız parçacık kaynaklarından Einstein-podolsky-rosen etkileri". Fizik. Rahip Lett. 68, 1251–1254 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.1251

[41] JD Franson. “Konum ve zaman için çan eşitsizliği”. Fizik. Rahip Lett. 62, 2205–2208 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.62.2205

[42] Sven Aerts, Paul Kwiat, Jan-Åke Larsson ve Marek Żukowski. "İki fotonlu Franson tipi deneyler ve yerel gerçekçilik". Fizik. Rahip Lett. 83, 2872–2875 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.2872

[43] Jonathan Jogenfors, Ashraf Mohamed Elhassan, Johan Ahrens, Mohamed Bourennane ve Jan Åke Larsson. “Enerji-zaman dolaşıklığına dayalı kuantum anahtar dağıtımında klasik ışığı kullanarak zil testini kırmak”. Bilim. Av. 1, e1500793 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1500793

[44] Adán Cabello, Alessandro Rossi, Giuseppe Vallone, Francesco De Martini ve Paolo Mataloni. "Gerçek enerji-zaman dolaşıklığıyla önerilen çan deneyi". Fizik. Rahip Lett. 102, 040401 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.040401

[45] G. Lima, G. Vallone, A. Chiuri, A. Cabello ve P. Mataloni. "Seçim sonrası boşluk olmadan deneysel çan eşitsizliği ihlali". Fizik. Rev. A 81, 040101 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.040101

[46] George Svetlichny. "Çan tipi bir eşitsizlikle üç gövdeyi iki gövdenin ayrılamazlığından ayırma". Fizik. Rev. D 35, 3066–3069 (1987).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.35.3066

[47] David Mermin. "Makroskobik olarak farklı durumların üst üste binmesinde aşırı kuantum dolaşıklığı". fizik Rahip Lett. 65, 1838–1840 (1990).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.65.1838

[48] Jean-Daniel Bancal, Cyril Branciard, Nicolas Gisin ve Stefano Pironio. “Çok parçalı yerelsizliğin ölçülmesi”. Fizik. Rahip Lett. 103, 090503 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.090503

[49] Jean-Daniel Bancal, Jonathan Barrett, Nicolas Gisin ve Stefano Pironio. “Çok parçalı yerelsizliğin tanımları”. Fizik. Rev. A 88, 014102 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.014102

[50] Patricia Contreras-Tejada, Carlos Palazuelos ve Julio I. de Vicente. “Gerçek çok parçalı yerelsizlik kuantum ağlarına özgüdür”. Fizik. Rahip Lett. 126, 040501 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.040501

[51] Miguel Navascués, Elie Wolfe, Denis Rosset ve Alejandro Pozas-Kerstjens. “Gerçek ağ çok parçalı dolaşma”. Fizik. Rahip Lett. 125, 240505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.240505

[52] Debashis Saha ve Marcin Pawłowski. “Kuantumun yapısı ve yerel olmayan korelasyonların yayınlanması”. Fizik. 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 ve Robert W. Spekkens. “Dolaşıklık ve yerel olmama arasındaki etkileşimi anlamak: yeni bir dolaşma teorisi dalını motive etmek ve geliştirmek” (2021). arXiv:2004.09194.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arxiv.2004.09194
arXiv: 2004.09194

[54] Xavier Coiteux-Roy, Elie Wolfe ve Marc-Olivier Renou. “Hiçbir iki parçalı-yerel olmayan nedensel teori doğanın korelasyonlarını açıklayamaz”. Fizik. Rahip Lett. 127, 200401 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200401

[55] Rafael Chaves, Daniel Cavalcanti ve Leandro Aolita. “Çok parçalı Bell yerelsizliğinin nedensel hiyerarşisi”. Kuantum 1, 23 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2017-08-04-23

Alıntılama

[1] Valentin Gebhart ve Augusto Smerzi, "Gerçek çok parçalı yerelsizlik için tesadüf sonrası seçim: Nedensel diyagramlar ve eşik verimlilikleri", Fiziksel İnceleme A 106 6, 062202 (2022).

Yukarıdaki alıntılar SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2023-01-13 11:42:16) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.

Getirilemedi Alıntılanan veriler son girişim sırasında 2023-01-13 11:42:15: Crossref'ten 10.22331 / q-2023-01-13-897 için belirtilen veriler getirilemedi. DOI yakın zamanda kaydedildiyse bu normaldir.

Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Günlüğü