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基于量子相干性的四体贝尔不等式构建

物理学报 2017年第20期66卷 10-17页

作者：叶世强陈小余浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018

贝尔不等式在定域性和实在性的双重假设下,对于被分隔的粒子同时被测量时其结果的可能关联程度建立了一个严格的限制,违反贝尔不等式确保量子态存在纠缠.本文利用量子相干性的l1和相对熵测度构建了四体量子贝尔不等式,发现一般实系数Gre... 详细信息

贝尔不等式在定域性和实在性的双重假设下,对于被分隔的粒子同时被测量时其结果的可能关联程度建立了一个严格的限制,违反贝尔不等式确保量子态存在纠缠.本文利用量子相干性的l1和相对熵测度构建了四体量子贝尔不等式,发现一般实系数Greenberger-Horne-Zeilinger纯态和簇纯态总是违反四体相对熵相干性测度贝尔不等式,因此违反四体相对熵相干性测度贝尔不等式的这些态是纠缠态.

关键词：贝尔不等式量子相干性多体量子态

贝尔不等式的量子违背及其实验检验——兼议2022年诺贝尔物理学奖

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物理 2023年第1期52卷 1-17页

作者：崔廉相许康张芃孙昌璞北京计算科学研究中心北京100193 中国工程物理研究院研究生院北京100193 中国人民大学物理学系北京100872

2022年诺贝尔物理学奖授予法国、美国和奥地利的三位科学家阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽和安东·塞林格,以表彰他们利用纠缠光子实验检验贝尔不等式以及在开拓量子信息科学方面做出的卓越贡献。贝尔不等式在量子力学基本问题... 详细信息

2022年诺贝尔物理学奖授予法国、美国和奥地利的三位科学家阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽和安东·塞林格,以表彰他们利用纠缠光子实验检验贝尔不等式以及在开拓量子信息科学方面做出的卓越贡献。贝尔不等式在量子力学基本问题和量子信息研究中都有着不可或缺的地位,它的违背直接揭示了量子力学的基本特征——量子非定域性。文章在讲清楚基本科学概念的基础上,简要介绍了贝尔不等式理论的建立及验证其违背的实验研究的科学历程。为了解决EPR佯谬,基于玻姆的定域隐变量理论,约翰·贝尔提出了关于纠缠态上的关联测量满足的基本不等式——贝尔不等式。他还发现,量子力学关于关联的计算结果违背贝尔不等式,可以在类空距离上展现出“鬼魅”的长程量子关联。这种长程关联看似有超光速的“超距作用”,但这只是人们明显或潜在地使用了“波包塌缩假设”。EPR文章明显地采用这个假设推断远方客体共存的物理实在要素,由此对量子力学完备性提出质疑。文章评述了阿斯佩、克劳泽和塞林格荣获诺贝尔物理学奖的关于贝尔不等式违背的判定性实验,介绍了华人物理学家在纠缠态和贝尔不等式研究方面的基础性贡献,包括早年吴健雄利用正负电子湮灭产生EPR光子的先驱性实验,李政道和杨振宁关于产生两个中性K介子K0—K0形成EPR态的建议,史砚华、欧泽宇、彭堃墀等利用非线性光学晶体,包括陈创天等人发现的非线性光学晶体,产生纠缠光子对的原创性工作。

关键词： 2022年诺贝尔物理学奖贝尔不等式 EPR佯谬量子纠缠

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贝尔不等式及其违反的全量子理论

贝尔不等式及其违反的全量子理论

作者：张海峰山西大学

学位级别：硕士

根据量子概率统计推导出的贝尔不等式,将其推广到任意自旋平行极化的普通双边纠缠态。对于自旋单态的原始贝尔不等式的形式,在自旋平行的时候进行了修正,然而由Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)提出的不等式没有改变。在自旋为1/2时贝... 详细信息

根据量子概率统计推导出的贝尔不等式,将其推广到任意自旋平行极化的普通双边纠缠态。对于自旋单态的原始贝尔不等式的形式,在自旋平行的时候进行了修正,然而由Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)提出的不等式没有改变。在自旋为1/2时贝尔不等式的违反源于量子非局域的关联。然而在两粒子自旋为1时,不论是自旋平行还是反平行情况下贝尔不等式总是保持满足的。自旋极化为反平行时的自旋宇称效应(***.B28,145004)在平行的情况下仍然成立。在自旋为整数时,量子非局域性没有导致不等式的违反,这是由于由量子统计平均非局域干涉效应的消失。对于自旋为半整数时,贝尔不等式的违反是由于存在非平凡的贝尔相位测量结果导致的。可以将自旋平行与反平行态对应的两种贝尔不等式形式写成一个统一的不等式。统一不等式的基本性质与原不等式的基本性质是相同的,统一不等式的最大破坏值也是为2,其对应的态为最大纠缠态。自旋为1时统一形式的不等式同样不违反。然而在混合态时,混合态的各组分所占的概率大小以及态的系数都会直接影响到关联平均值的大小。在自旋极化平行与反平行的两种纠缠态混合时,若两种态的概率各1/2,在态的系数为特殊定值时关联平均值为零。混合态的形式影响了粒子的关联。

关键词：贝尔不等式纠缠 Berry项相干态自旋极化

贝尔不等式和非线性贝尔类不等式在量子信息中的应用研究

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贝尔不等式和非线性贝尔类不等式在量子信息中的应用研究

作者：戴攀南京邮电大学

学位级别：硕士

量子非定域性作为广泛使用的量子资源,在量子信息处理、量子密码、量子计算等方面有着举足轻重的作用。作为非定域性判据的贝尔不等式也引起了人们极大的兴趣。本文首先介绍了的非定域性和贝尔不等式的历史背景及研究意义,回顾了量子非... 详细信息

量子非定域性作为广泛使用的量子资源,在量子信息处理、量子密码、量子计算等方面有着举足轻重的作用。作为非定域性判据的贝尔不等式也引起了人们极大的兴趣。本文首先介绍了的非定域性和贝尔不等式的历史背景及研究意义,回顾了量子非局域性和贝尔不等式几十年来理论和实验的重大成果。对量子信息基础知识和光学实验平台作一定介绍后,本文对常用纠缠光源制备的原理——自发参量下转换过程进行了阐述,并在此基础上利用非线性晶体实现了双光子纠缠源的制备,保真度最大可达99.04%。贝尔类不等式伴随着量子力学的发展出现了许多形式和推广。非线性Bell不等式作为一种判据相较于线性Bell不等式提供了一种新的判别量子关联的方法,利用非线性Bell不等式来研究纠缠态的性质具有重要的现实意义。考虑带有噪声参数的纠缠态可以模拟实际的量子通信过程,本文通过Matlab进行数值优化来找到相应态的最优测量算符,研究了噪声参数对于非线性Bell不等式违背的影响。研究结果表明带有噪声的纠缠态在特定情况下也可以违背非线性贝尔不等式,而且测量数量越多,对纠缠态的要求越苛刻。本文还介绍了一种利用基于输入输出概率分布集的计算工具来估算量子随机存取编码最终实现量子随机性认证的方案。该方案利用贝尔类不等式做约束求取最大猜测概率,相较于同类方案,该方案降低了对态制备的要求。

关键词：量子纠缠贝尔不等式非线性非局域性量子随机性

量子纠缠、贝尔不等式和量子信息——2022年诺贝尔物理学奖解读

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物理教学 2023年第1期45卷 2-6页

作者：马雷华东师范大学物理与电子科学学院上海200241

2022年诺贝尔物理学奖授予了阿斯佩克特等三位物理学家,以表彰他们利用纠缠态实验证伪贝尔不等式,并开创了量子信息科学新领域的杰出贡献。本文描述了量子纠缠概念的由来,厘清了量子力学发展历史上的定域实在论、隐变量理论、空间非定... 详细信息

2022年诺贝尔物理学奖授予了阿斯佩克特等三位物理学家,以表彰他们利用纠缠态实验证伪贝尔不等式,并开创了量子信息科学新领域的杰出贡献。本文描述了量子纠缠概念的由来,厘清了量子力学发展历史上的定域实在论、隐变量理论、空间非定域性以及贝尔不等式之间的脉络关系,并简要介绍了诺贝尔奖得主们在该领域所做的重要工作。最后,结合第二次量子革命兴起的新形势,阐述了上述研究工作的重要意义。

关键词：量子纠缠贝尔不等式定域实在论隐变量量子信息

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走近量子纠缠系列之五贝尔不等式

物理 2015年第1期44卷 44-46页

作者：张天蓉

1963—1964年,在长期供职于欧洲核子中心(CERN)后,约翰·贝尔有机会到美国斯坦福大学访问一年。北加州田园式的风光,四季宜人的气候,附近农庄的葡萄美酒,离得不远的黄金海滩,加之斯坦福大学既宁静深沉又宽松开放的学术气氛,孕育了贝尔... 详细信息

1963—1964年,在长期供职于欧洲核子中心(CERN)后,约翰·贝尔有机会到美国斯坦福大学访问一年。北加州田园式的风光,四季宜人的气候,附近农庄的葡萄美酒,离得不远的黄金海滩,加之斯坦福大学既宁静深沉又宽松开放的学术气氛,孕育了贝尔的灵感,启发了他对EPR佯谬及隐变量理论的深刻思考。

关键词：贝尔不等式量子纠缠葡萄美酒美国斯坦福大学田园式学术气氛斯坦福佯谬隐变量色矢量

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从贝尔不等式到量子信息“热”

大学物理 2005年第10期24卷 39-43页

作者：刘治黔西南民族师范高等专科学校物理系贵州兴义562400

介绍了贝尔不等式的建立及20世纪70年代以来对它的实验验证.对贝尔不等式与量子力学基本解释的关系的深入研究,加速了“纠缠态”及其品性的发现,推动了量子信息“热”的兴起.

关键词：贝尔不等式量子力学 EPR论证纠缠态量子信息

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多体纠缠态对贝尔不等式的不违背

多体纠缠态对贝尔不等式的不违背

作者：张莲莲河北师范大学

学位级别：硕士

量子纠缠在量子信息学中是一种切实的物理资源,在量子信息处理过程中起着至关重要的作用。非局域性是量子力学中一个十分深刻的概念,贝尔不等式在量子非局域性和纠缠性的研究中起着核心作用,并且在量子信息处理中有很多应用。量子力学... 详细信息

量子纠缠在量子信息学中是一种切实的物理资源,在量子信息处理过程中起着至关重要的作用。非局域性是量子力学中一个十分深刻的概念,贝尔不等式在量子非局域性和纠缠性的研究中起着核心作用,并且在量子信息处理中有很多应用。量子力学本质上是非局域的,在对非局域复合量子系统进行局域测量后,它与局域隐变量理论的不相容可以用贝尔不等式来揭示。局域实在理论限制了多粒子系统测量的统计关联性,它们以Bell不等式的形式存在。在局域实在理论中,测量结果是由粒子在观测之前和不受观测影响的隐藏性质决定的。即在局域实在理论中,在一个位置得到的结果不依赖于在类空分离时所做的任何测量。本文首先研究W态在局域坐标系下违背贝尔不等式的充分必要条件,以及3量子比特、4量子比特W态的局域坐标系在进行欧拉旋转之后对贝尔不等式违背的情况。另外,又讨论广义3量子比特W态对贝尔不等式的违背以及经过欧拉旋转后广义3量子比特W态满足不违背Bell不等式的充分条件时其参数的取值范围,以及广义4量子比特W态在旋转之后违背Bell不等式时其参数的取值范围。最后,得出了并非所有的纠缠纯态都违背Bell不等式的结论。第一章中我们介绍了量子信息的一些基础知识。第二章中我们分别讨论并详细计算了3,4,5,L,N量子比特W态在局域坐标系(7)x,(8)下对Bell不等式的不违背,以及它们在局域坐标系(7)y,(8)、(7)x,(8)下对Bell不等式的违背。第三章中我们对局域坐标系进行欧拉旋转,并详细计算和讨论了3量子比特、4量子比特W态在局域坐标系经过欧拉旋转后对Bell不等式的违背。第四章中我们主要计算了广义3量子比特W态在局域坐标系经过欧拉旋转之后对Bell不等式不违背的条件,及广义4量子比特W态在局域坐标系经过欧拉旋转之后对Bell不等式违背的条件。

关键词：量子纠缠欧拉旋转 W态贝尔不等式

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两体贝尔不等式的应用

两体贝尔不等式的应用

作者：刘娟曲阜师范大学

学位级别：硕士

量子态可以表示量子力学的基本特征,其中量子态的纠缠涉及量子力学的很多问题,并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用.所以判断量子态的纠缠性是很重要的问题,然而判断量子纠缠是不容易的.通常我们会通过判断一个量子态不可分... 详细信息

量子态可以表示量子力学的基本特征,其中量子态的纠缠涉及量子力学的很多问题,并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用.所以判断量子态的纠缠性是很重要的问题,然而判断量子纠缠是不容易的.通常我们会通过判断一个量子态不可分来说明是纠缠的,兼于可分判据已有一系列必要条件,例PPT判据,约化判据,控制判据,矩阵重排判据和||%||判据等.其中构造贝尔不等式来判断量子态的纠缠性也是一个很好的方法.本文研究的主要思想就是利用已经构造好的两体贝尔不等式来判断一些具体态的纠缠性,并且证明了对于三量子比特态这些不等式区分了三种可能的双可分纠缠.

关键词：量子纠缠可分贝尔不等式双可分纠缠