2011. május 11.

Phys. Rev. Lett. 106, 060403 (2011)

Activation of Nonlocal Quantum Resources

(Nemlokalitás aktiválása a kvantumvilágban)

Miguel Navascués1 and Tamás Vértesi2

1Departamento Análisis Matemático, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain
2Institute of Nuclear Research of the Hungarian Academy of Sciences, Debrecen, Hungary


Jelen munkánkban megmutattuk, hogy a nemlokalitás nem-additív erőforrás, amely aktiválható.

A nemlokalitás azon jelenségek egyikének a tudományos elnevezése, ahol a kvantumfizika próbára teszi klasszikus intuícióinkat. Vegyünk egy összefonódott fotonpárt és végezzünk mérést az egyik fotonon. A kvantummechanika törvényei szerint ezen mérés azonnali befolyással van a második foton állapotára, függetlenül attól, hogy milyen távol vannak egymástól. Ugyanakkor ezen effektus nem ad módot fénysebességnél gyorsabb információ átvitelére. Albert Einstein ezen jelenséget "spukhafte Fernwirkung"-nak, kísérteties távolba hatásnak nevezte. A nemlokalitás jelensége a legújabb technológiákban is szerepet kaphat; feltörhetetlen kriptográfiai protokollok vagy megbízható véletlenszámok előállítását ígérik.

A jelen cikkben kvantumrészecskéken végzett mérések kimenetelei közötti korrelációkat vizsgáltunk. Pontosabban, vettünk egy ρ sűrűségmátrixszal leírható részecskepárt, amelyek között fellépő korrelációk klasszikusak (vagyis nem igénylik kvantumeffektusok létének feltételezését). A klasszikus viselkedés eldöntésére a John Bell nevéhez fűződő egyenlőtlenségeket használtuk fel, ezen belül is a Clauser-Horne-Shimony-Holt-félét (CHSH). Azt találtuk, hogy ha veszünk két darab részecskepárt, amelynek egyike sem sért CHSH-Bell-egyenlőtlenséget, akkor a kettő együtt (vagyis a ρxρ tenzorszorzat állapot) már CHSH-Bell-egyenlőtlenség-sérüléshez vezethet. Ilyen típusú ρ állapotot a 8x8-dimenziós Hilbert térben találtunk. Azt is sikerült megmutatnunk, hogy létezik két olyan 2x2-dimenziós állapot, ρ12, amelyek egyike sem sért CHSH-Bell-egyenlőtlenséget, de ρ12 már igen. Eredményeink elérésében segítségül hívtuk 2-részű kvantumrendszerek állapotának különböző alrendszereken történő szimmetrikus kiterjesztését, illetve hatékony eljárást dolgoztunk ki ezen állapotokkal elérhető kvantumos Bell-sérülés optimalizálására.

Munkánk egyértelműen bizonyítja, hogy a nemlokalitás aktiválható a kvantumvilágban: két külön kvantumrendszer, melyek egyenként csak klasszikus korrelációkkal bírnak, együtt (matematikai értelemben tenzoriális szorzatukat véve) már képesek nemlokalitást előidézni. Ezen eredmény egy lépéssel közelebb hozhat azon nehéz kérdés megválaszolásához, hogy pontosan mi azon kvantumállapotok halmaza, amelyből nemlokalitást lehet kinyerni és amelyek egyúttal hasznosak lehetnek különböző kvantum-informatikai protokollokban.


Korábban:



2011. április 21.
ECR plasma photographs as a plasma diagnostic

Plasma Sources Science and Technology 20 (2011) 025002 (7)
R. Rácz, S. Biri, J. Pálinkás

2011. március 24.
Classical trajectory Monte Carlo model calculations for ionization of atomic hydrogen
by 75-keV proton impact

Physical Review A 82, 052710 (2010)
L. Sarkadi

2011. február 8.
Determining reaction cross sections via characteristic X-ray detection: α-induced reactions on 169Tm for the astrophysical γ-process

Physics Letters B 695 (2011) 419-423
G. G. Kiss, T. Rauscher, T. Szűcs, Zs. Kertész, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky, C. Fröhlich, J. Farkas, Z. Elekes, E. Somorjai

2011. január 8.
Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

Nature 469, 68-71 (2011)
B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezső, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István