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实验证明无任何三体非定域因果理论可解释自然的关联

量子物理 2022-10-19 v2

摘要

量子理论预言了真三体纠缠态的存在,其无法由任意二体纠缠态上的局域操作与无限共享随机性获得。我们中的一些人近期证明,这一特征是量子理论的基本标志。态GHZ3=(000+111)/2\left|{GHZ}_3\right\rangle=(\left|000\right\rangle+\left|111\right\rangle)/\sqrt{2}产生三体量子关联,其无法由任何限于二体非经典共因(广义的纠缠)辅以无限共享随机性的因果理论解释。因此,任何可复现量子预言的可想物理理论必然包含真三体资源。本工作中,我们验证此类三体关联在实验上可实现。我们推导出一个新的设备无关见证,能够证伪非经典资源仅为二体的因果理论。利用保真度为0.9741±0.002 0.9741\pm0.002的高性能光子GHZ3\left|{GHZ}_3\right\rangle态,在定域性与公平采样假设下,我们给出该见证被超过26.326.3个标准差的明显实验违背。我们将工作推广至GHZ4\left|{GHZ}_4\right\rangle态,获得了无法由任何限于三体非经典共因辅以无限共享随机性的因果理论解释的关联。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.12754,
  title  = {Experimental Demonstration that No Tripartite-Nonlocal Causal Theory Explains Nature's Correlations},
  author = {Huan Cao and Marc-Olivier Renou and Chao Zhang and Gaël Massé and Xavier Coiteux-Roy and Bi-Heng Liu and Yun-Feng Huang and Chuan-Feng Li and Guang-Can Guo and Elie Wolfe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.12754},
  year   = {2022}
}

备注

See related work by Ya-Li Mao et al. (arXiv:2201.12753). 12 pages (7 of appendices), 5 figures (2 in appendices). H.C., M-O.R. and C.Z contributed equally to this work