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基于预告单光子的无漏洞宏观实在论干涉测试

量子物理 2022-01-19 v2

摘要

我们利用由马赫-曾德尔干涉仪后接一个位移萨格纳克干涉仪组成的、基于预告单光子的实验装置,展示了不同宏观实在论不等式(如 LGI 和 WLGI)的明确违背。为了验证定义宏观实在论时所使用的非侵入可测性假设,我们实施了负结果测量(NRM)。在迄今所有检验宏观实在论的实验中,本实验因全面地处理了相关漏洞而脱颖而出。我们通过精确测试 NRM 实施中所涉及的任何经典侵入性来处理笨拙漏洞。这是通过适当选择实验参数来实现的,使得在展示 LGI/WLGI 违背所进行的全部三组两两实验中,量子力学(QM)预言的所有相关双时非信号于时间(NSIT)条件的有效性均得以保持。此外,重要的是,我们通过采用测量策略的适当修正来处理探测效率漏洞,从而能够在任意非零探测效率下展示对 LGI/WLGI 的违背。我们还展示了其他相关漏洞(如多光子发射漏洞、符合漏洞和制备态漏洞)在本实验中均被关闭。我们报告了 1.32±0.041.32 \pm 0.04 的 LGI 违背量和 0.10±0.020.10 \pm 0.02 的 WLGI 违背量,其中违背幅度分别为相应误差值的 8 倍和 5 倍,同时与我们在考虑实际实验非理想性后估计出的 LGI、WLGI 表达式的 QM 预言值范围完全吻合。与此同时,实验观测到的概率在所有双时 NSIT 条件上均满足至 10210^{-2} 量级,这确保了所实施 NRM 中的非侵入性。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.11881,
  title  = {Loophole free interferometric test of macrorealism using heralded single photons},
  author = {Kaushik Joarder and Debashis Saha and Dipankar Home and Urbasi Sinha},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.11881},
  year   = {2022}
}

备注

31 pages, 7 figures, version to appear in PRX Quantum