维格纳负性作为非经典性的著名指标,在连续变量系统的量子计算和模拟中起着至关重要的作用。最近,已经证明爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向是两个远程模式之间产生维格纳负性的先决条件。受现实世界量子网络需求的推动,我们从定量的角度研究了多部分场景中生成的维格纳负性的可共享性。通过建立类似于广义 Co ffiman-Kundu-Wootters 不等式的一夫一妻制关系,我们证明了维格纳负性的量不能在不同模式之间自由分布。此外,对于光子减法(实验实现的主要非高斯运算之一),我们提供了一种量化远程生成的维格纳负性的通用方法。通过这种方法,我们发现高斯可控性和产生的维格纳负性的数量之间没有直接的定量关系。我们的研究结果为利用维格纳负性作为基于非高斯场景的众多量子信息协议的宝贵资源铺平了道路。
该项工作部分由国家重点研发计划(2017YFA0303700)资助,部分由广东省重点研发计划(2018B030325002)资助,部分由国家自然科学基金(11974205)资助,部分由北京未来芯片高精尖创新中心(ICFC)资助。 Dong Pan 的工作得到了中国国家留学基金委 (CSC) 资助 (资助编号 201806210237)。Lajos Hanzo 的工作部分得到了英国工程与物理科学研究理事会 (COALESCE) 项目 (EP/N004558/1、EP/P034284/1、EP/P034284/1 和 EP/P003990/1) 的资助,部分得到了英国皇家学会全球挑战研究基金的资助,部分得到了欧洲研究理事会 QuantCom 高级研究员基金的资助。
1935 年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森 (EPR) 提出了一个量子理论悖论 [ Phys. Rev. 47 , 777 (1935) ]。他们考虑了两个量子系统,最初允许它们相互作用,后来它们分离。对一个系统进行的物理可观测量必须立即影响另一个系统中的共轭可观测量 — — 即使两个系统之间没有因果关系。作者认为这是量子力学不一致性的一个明显表现。在 Bjorken、Feynman 和 Gribov 提出的核子部分子模型中,部分子(夸克和胶子)被外部硬探针视为独立的。标准论点是,在被提升到无限动量框架的核子内部,在硬相互作用过程中,具有虚拟性 Q 的虚拟光子探测到的部分子与核子的其余部分没有因果关系。然而,由于色限制,部分子和其余核子必须形成色单重态,因此必须处于强关联量子态——因此我们在亚核子尺度上遇到了 EPR 悖论。在本文中,我们提出了一种基于部分子量子纠缠的解决这一悖论的方法。我们设计了一种纠缠实验测试,并使用大型强子对撞机的质子-质子碰撞数据进行测试。我们的结果为亚核子尺度上的量子纠缠提供了强有力的直接指示。