通过路由贝尔测试认证长程量子关联

传输信道中的损耗随距离增加而增大，是光子学展示量子非定域性及其应用的主要障碍。最近，Chaturvedi、Viola 和 Pawlowski (CVP) [arXiv:2211.14231] 引入了一种标准贝尔实验的变体，旨在扩展可展示量子非定域性的距离范围。在这些我们称之为“路由贝尔实验”的实验中，Bob 可将其量子粒子沿两条可能路径路由，并在两个不同位置——一个靠近源、另一个远离源——进行测量。其思想是，短路径上的贝尔违背应削弱在长路径上探测非定域关联所需的条件。事实上，CVP 表明，在路由贝尔实验中存在这样的量子关联：即使远程设备的探测效率任意低，其 outcomes 也无法被经典地预先确定。在本文中，我们指出 CVP 所考虑的关联虽然无法被经典预先确定，却并不要求向远程设备传输量子系统。这引导我们在路由贝尔实验中定义“短程”与“长程”量子关联的概念。我们证明这些关联可通过针对非交换多项式优化的标准半定规划层级来刻画。随后我们探究了在何种条件下可排除短程量子关联。我们指出，远程设备的临界探测效率存在基本的下界，这意味着路由贝尔实验无法在任意大距离上展示长程量子非定域性。然而，我们确实发现路由贝尔实验能够降低探测效率阈值。不过，这些改进显著小于 CVP 分析所暗示的改进。